Cinemática y dinámica del cuerpo rígido (Movimiento, leyes y principios de conservación)
Introducción
¡Hola!
Es un placer encontrarte, espero que sigas gozando de una excelente salud y tengas buen ánimo por aprender cosas nuevas de este curso de Mecánica Analítica, por ello te invito a la séptima clase. En esta sesión conocerás la cinemática y dinámica de un modelo rígido, caso especial de un sistema de partículas, regido por las leyes y principios de conservación.
La cinemática del cuerpo rígido es una traslación y rotación pura, donde los movimientos son curvilíneos, y por tanto hay componentes de aceleración tangencial y normal, con velocidad angular. La dinámica del cuerpo rígido es la aplicación de un torque o giro relacionado con su momento de inercia, que no es otra cosa que la dinámica de un sistema de partículas que están fuertemente vinculadas, estableciendo la condición de rigidez.
Al concluir esta clase digital serás capaz de conocer y aplicar las leyes del movimiento de los cuerpos rígidos para localizar centros de masa, momentos de inercia y giros de objetos con figuras irregulares, que permiten resolver problemas reales de ingeniería, describiendo su comportamiento en condiciones de equilibrio o movimiento.
¡Comencemos con entusiasmo la recta final!
Desarrollo del tema
Un objeto rígido no es deformable; es decir, las ubicaciones relativas de todas las partículas de que está compuesto permanecen constantes. Todos los objetos reales son deformables en cierta medida; no obstante, el modelo de objeto rígido es útil en muchas situaciones en que la deformación es despreciable.
Conclusión
Para recordar:
- Un cuerpo rígido es un cuerpo ideal en el que sus partículas tienen posiciones relativas fijas entre sí.
- Un cuerpo rígido ideal no sufre deformaciones debido a la acción de fuerzas externas.
- El movimiento de los cuerpos rígidos se clasifica en traslación y rotación.
- La energía cinética total del cuerpo rígido en rotación es la suma de las energías cinéticas de cada partícula individual.
- La capacidad de una fuerza de hacer girar un objeto se define como torque.
- Conociendo la cinemática y dinámica de un cuerpo rígido, se pueden estudiar problemas reales de ingeniería, por ejemplo, el funcionamiento de giro y velocidad angular de la rueda de la fortuna, curvas verticales y horizontales en una carretera.
Es así como se concluye esta sesión. ¡Felicitaciones por tu esfuerzo y dedicación! Continúa con ese ímpetu las clases como hasta ahora. Revisa el material complementario y realiza las actividades correspondientes. Te encuentro en tu siguiente clase.
Fuentes de información
- Resnick, R., Halliday, D. & Walker, J. (2013). Física. Patria.
- Marion, J. B. (2003). Dinámica clásica de las partículas y sistemas. Barcelona: Reverté.
- Young, H. D. y Freedman, R. A. (2009). Sears, Zemansky: Física Universitaria. Pearson Educación.
- Serway, R. A. (2006). Física para Ciencias e Ingeniería. Thomson
- Alonso. (2000). Física. Addison-Wesley.