Introduccion a la dinamica del cuerpo rigido

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28~ 31C¡/

~NTRODUCCIÓN

A LA DINÁMICA
DEL CUERPO RíGIDO

Gustavo Mauricio Bastién Montoya
H. Sergio Becerril Hernández
Gabriela Del Valle Díaz Muñoz
Alejandro R. Pérez Ricárdez
Abelardo Rodríguez Soria

2893191

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01 Conoejo Editorial do lo DIvisión do ClsneLlo BUlooo olngenlorlo
de la UAM-Azca~lcoen su . ..Ión del dla 29 de marzo de 2007

Univarsidad Autónozna l\I.[etropolitana
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l\I.[éxico, D. F.

e Universidad Autóno:a:na l\I.[etropolitana
Unidad Azcapotzalco

In.troducción. a la d1:ná.D1ica del cuerpo rígido
ISBN: 9'78-9'70-31-09415-6

•
1-. Edición., 2008r. ReiD1pre&ión., 2008

l:D1preso en l\I.[éxico

íN DICE
PRÓLOGO

VII

UNIDAD 1 DINÁMICA DEL CUERPO RIGIDO
1.1 Movimiento de un Cuerpo Rígido

3

1.2 Segunda Ley de Newton para la Traslación de un Cuerpo Rígido

5

1.3 La Segunda Ley de Newton para el Movimiento de Rotación

7

1.3.1 Torca y Producto Vectorial

7

1.3.2 Momento Angular y Torca para una Partícula y unSistema de Particulas

9

1.3.3 Torca y Momento Angular para un Cuerpo Rigido

15

1.3.4 Movimiento Plano de un Cuerpo Rígido

18

1.4 Momento de Inercia y Teoremas Afines

21

"1.4.1 Definición del Momento de Inercia

21

1.4.2 Cálculo del Momento de Inercia

22

1.4.3 Teorema de los Ejes Paralelos

31

1.5 Ejemplos de Movimiento Plano de un Cuerpo Rigido

34

1.6Impulso y Momento Angular

57

1.6.1 Conservación del Momento Angular

57

1.6.2 Principio de Impulso Angular y Momento Angular

58

1.7 Problemas Complementarios

63

1.8 Problemas Propuestos

70

Apéndice

UNIDAD 2 TRABAJO Y ENERGIA PARA EL CUERPO RIGIDO
Introducción

77

81

83

2.1 Impulso y Momento Lineal

83

2.2 Trabajo Mecánico

87

2.2.1 Movimiento deTraslación

87

2.2.2 Movimiento de Rotación

90

-

2.2.3 Movimiento General en un Plano

91

2.3 Potencia Mecánica
2.4 Energra Cinética de Traslación

92

y de Rotación

93

2.4.1 Energía Cinética de Traslación

93

2.4.2 Energía Cinética de Rotación

94

2.4.3 Energía Cinética para el Movimiento General en un Plano

95

2.5 Energra Potencial

98

2.5.1Fuerzas Conservativas

98

2.5.2 Determinación de las Energías Potenciales Debidas al Peso
2.6 Conservación de la Energra Mecánica

y a la Fuerza del Resorte

99
101

2.7 Energía de un Sistema de Partículas con Respecto al Sistema de Referencia Fijo en e l l O S
Centro de Masa
2.8 Conservación del Momento Lineal

107

2.9 Problemas Compl ementarios

117

2.10 Problemas Propuestos127

UNIDAD 3 OSCILACIONES

135

Introducción

137

3. 1 Teoría del Oscilador Armónico Simple

137

3.2 Oscilador Especial

139

3.3 Consideraciones Energéticas en el Movimiento Oscilatoriq

143

3.4 Una Masa que Cuelga

145

3.5 Efecto de la Masa de Resorte

147

3.6 Comentarios Respecto al Oscilador Armónico

149

3.7 Oscilador Armónico Amortiguado

1513.8 Oscilador Armónico Forzado

154

3.9 Ejemplos

156

3.10 Problemas Complementarios
3.11 Problemas Propuestos

Bibliografía

15 9

•

175

181

PRÓLOGO

Este libro de Introducción a la Dinámica del Cuerpo Rfgido presenta 105 contenidos que se abordan en el
curso de Física 11 del Tronco General de Ingenierfa de la UAM-Azcapotza/co. Los autores cuentan con amplia...