Mecanica

Dinámica del cuerpo rígido

Cuerpo rígido

Un cuerpo rígido no es más que un sistema de partículas donde las distancias entre ellas permanecen invariables, por lo tanto aplica todo lo de un sistema de partículas que ya se estudió. La descripción del movimiento de un cuerpo rígido en el espacio, es materia de otro curso (Mecánica racional). Por ahora nos limitaremos a la descripción delmovimiento plano de un cuerpo rígido, es decir cuando todas las velocidades son paralelas a un plano fijo. Como se explicará, la novedad respecto a un sistema de partículas, es la forma específica como se calculan el momento angular y la energía cinética del cuerpo, no habiendo más cambios de fondo. La cinemática del cuerpo rígido es una cuestión previa que debe ser explicada. La rigidez del cuerpointroduce simplificaciones a la descripción del movimiento de ese sistema de partícula pues no es necesario conocer las posiciones ni el movimiento de cada una de ellas, sino que el movimiento de unas pocas determina el de todas.

Cuerpo rígido
Consideraremos a un cuerpo como rígido, cuando su forma no varía aún cuando se mueve  sometido a la acción de fuerzas.
• En consecuencia, la distanciaentre las diferentes partículas que lo forman, permanece incambiada a lo largo del tiempo.
• Si bien el cuerpo rígido ideal no existe, es una muy buena aproximación para encarar el estudio de muchos cuerpos.

Modos de movimiento de un cuerpo rígido
 
|Traslación |En este caso el cuerpo rígido se traslada, de modo que en cada instante las partículas que lo forman, |
||tienen la misma velocidad y aceleración. |
|Rotación |El cuerpo rígido está en rotación, cuando cada partícula que lo integra, se mueve respecto a un eje con |
| |la misma velocidad angular y aceleración angular en cada instante. |
|General|En este caso tendremos una combinación de los dos anteriores, es decir una rotación y traslación que |
| |puede ser estudiado como una traslación y rotación del centro de masa que lo representa más una rotación|
| |respecto al centro de masa. |

 

Traslación(física)

Para otros usos de este término, véase Traslación.

En física, la traslación es un movimiento en el cual se modifica la posición de un objeto, en contraposición a una rotación.
Una traslación es la operación que modifica las posiciones de todos los objetos según la fórmula:
[pic]

donde (Δx,Δy,Δz) es un vector constante. Dicha operación puede ser generalizada a otrascoordenadas, por ejemplo la coordenada temporal.
Para un objeto que no posee estructura, como por ejemplo un subconjunto del espacio, se considera el rango del subconjunto afectado por la transformación. En forma alternativa, es posible definir una traslación como una operación sobre los objetos, tal que todas sus propiedades como color, composición, etc. se corresponden. Pero no deben confundirse lasdos: una traslación del espacio no posee puntos fijos, los puntos fijos de una traslación en el otro sentido son los objetos con sus correspondientes simetrías de traslación.
De acuerdo con el teorema de Noether, la simetría de traslación es equivalente a la conservación del momento angular.
Rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo extenso de forma que, dado un puntocualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un punto fijo. En un espacio tridimensional, para un movimiento de rotación dado, existe una línea de puntos fijos denominada eje de rotación.

Rotación en sólidos rígidos

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