Rotación Fisica

Cinemática de rotación.
8.1) Rotación en física:
Rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo o un sistema de referencia de forma que una línea (llamada eje de rotación) o un punto permanece fijo.
La rotación de un cuerpo se representa mediante un operador que afecta a un conjunto de puntos o vectores. El movimiento rotatorio se representa mediante el vector (velocidadangular), que es un vector de carácter deslizante y situado sobre el eje de rotación. Cuando el eje pasa por el centro de masa o de gravedad se dice que el cuerpo «gira sobre sí mismo».
En ingeniería mecánica, se llama revolución a una rotación completa de una pieza sobre su eje (como en la unidad de revoluciones por minuto), mientras que en astronomía se usa esta misma palabra para referirse almovimiento orbital de traslación de un cuerpo alrededor de otro (como los planetas alrededor del Sol).
Concepto de rotación y revolución
En astronomía es habitual distinguir entre el movimiento de rotación y el de revolución con los siguientes sentidos:
* La rotación de un cuerpo alrededor de un eje (exterior o interior al cuerpo) corresponde a un movimiento en el que los distintos puntos delcuerpo presentan velocidades que son proporcionales a su distancia al eje. Los puntos del cuerpo situados sobre el eje (en el caso de que éste sea interior al cuerpo) permanecen en reposo.
* La orientación del cuerpo en el espacio cambia continuamente durante la traslación.
* Un ejemplo de rotación es el de la Tierra alrededor de su propio eje de rotación, con un período de rotación deun día sidéreo.
* La revolución de una partícula o de un cuerpo extenso corresponde a un movimiento de traslación del cuerpo alrededor de otro.
* Un ejemplo de revolución es el de la Tierra alrededor del Sol, con un periodo de revolución de un año.
La distinción entre rotación y revolución está asociada con la existente entre rotación y traslación de un cuerpo extenso. Si la velocidadde traslación es constante (v=cte.), cada uno de los puntos del sólido recorrerá una trayectoria rectilínea con celeridad constante y todas esas trayectorias serán paralelas entre sí (movimiento de traslación uniforme). Pero, en general, la velocidad de traslación no tiene por qué ser constante y la trayectoria puede ser curvilínea.
Las trayectorias recorridas por los distintos puntos del cuerpopueden ser circunferencias, todas ellas del mismo radio (congruentes) aunque de distinto centro. Esta situación se presenta en una noria de feria de eje horizontal, como se muestra en la figura: la armadura de la noria gira en torno al eje (rotación), pero las barquillas suspendidas de dicha armadura, prescindiendo de pequeñas oscilaciones pendulares, experimentan una traslación con trayectoriascirculares.
Movimiento rotatorio:
Rotación infinitesimal:
En una rotación en un ángulo infinitesimal δθ, se puede toma cos δθ ≈ 1 y sen δθ ≈ δθ, de modo que la expresión de la rotación plana pasa a ser:

Si se componen dos rotaciones infinitesimales y, por ello, se descartan los términos de orden superior al primero, se comprueba que poseen la propiedad conmutativa, que no tienen lasrotaciones tridimensionales finitas.
Matemáticamente el conjunto de las rotaciones infinitesimales en el espacio euclídeo forman el álgebra, asociada al grupo de Lie SO (3)
Velocidad angular:
Artículo principal: Cinemática del sólido rígido.
Dado un sólido rígido que rota alrededor de un eje, la velocidad lineal v de una partícula se puede expresar a partir de la velocidad angular ω:

Mientras que laaceleración a es:

Si el sólido rígido además de rotar alrededor de un eje tiene un movimiento adicional de traslación con velocidad instantánea V entonces las fórmulas anteriores deben substituirse por:

Dinámica de rotación:
La velocidad angular de rotación está relacionada con el momento angular. Para producir una variación en el momento angular es necesario actuar sobre el sistema con...