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Inercia Rotacional

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Si no se actúa sobre un objeto este tendera a mantener su estado actual que corresponde a que la velocidad angular se mantiene constante.

El fenómeno se denomina inercia y da origen al primer principio de Newton en su versión para rotación y generaliza la idea definiendo que los objetos tienden a mantener constante el momento angular que en el caso del momento de inercia constante se reduce a velocidad angular constante.

El principio lleva por otro lado a que si el momento de inercia varia y el momento angular es constante también la hará en forma inversa la velocidad angular.

>Modelo

ID:(1455, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Concepto

Mecanismos

ID:(15837, 0)



Inercia rotacional

Video

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Si consideramos un cuerpo con un momento de inercia $I$ y una velocidad angular $\omega$, podemos observar que existen dos situaciones en las que es más difícil cambiar su movimiento:

• Cuando su momento de inercia es muy grande (por ejemplo, intentar detener un carrusel).
• Cuando su velocidad angular es muy alta (por ejemplo, intentar detener el eje de un motor).

Por esta razón, se introduce una medida del movimiento que involucra al cuerpo, que es el producto del momento de inercia con la velocidad angular, y se le llama momento angular del cuerpo.

En el ballet, se puede apreciar cómo la bailarina utiliza el primer principio de Newton para la rotación en todas sus piruetas:

Bailarina Alina Cojocaru

ID:(10284, 0)



Modelo

Top

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Parámetros

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$L_0$
L_0
Momento angular inicial
kg m^2/s
$I_0$
I_0
Momento de inercia inicial
kg m^2
$\omega_0$
omega_0
Velocidad angular inicial
rad/s

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$\Delta\omega$
Domega
Diferencia de velocidades angulares
rad/s
$L$
L
Momento Angular
kg m^2
$I$
I
Momento de inercia
kg m^2
$\Delta I$
DI
Variación del momento de inercia
kg m^2
$\omega$
omega
Velocidad angular
rad/s

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación: a , luego, seleccione la variable: a

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Variable Dado Calcule Objetivo : Ecuación A utilizar




Ecuaciones

#
Ecuación

$ \Delta I = I - I_0 $

DI = I - I_0


$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $

Domega = omega - omega_0


$ L = I \omega $

L = I * omega


$ L_0 = I_0 \omega_0 $

L = I * omega


$ L = L_0 $

L = L_0

ID:(15834, 0)



Momento angular constante

Ecuación

>Top, >Modelo


Si el momento angular es constante, entonces el momento Angular ($L$) debe ser igual a el momento angular inicial ($L_0$), lo que implica que:

$ L = L_0 $

$L$
Momento Angular
$kg m^2/s$
4987
$L_0$
Momento angular inicial
$kg m^2/s$
6148

ID:(15841, 0)



Momento angular (1)

Ecuación

>Top, >Modelo


El momento ($p$) fue definido como el producto de la masa inercial ($m_i$) y la velocidad ($v$), lo cual es igual a:

$ p = m_i v $



El análogo de la velocidad ($v$) en el caso de la rotación es la velocidad angular instantánea ($\omega$), por lo tanto, el equivalente a el momento ($p$) debería ser un el momento Angular ($L$) de la forma:

$ L = I \omega $

$L$
Momento Angular
$kg m^2/s$
4987
$I$
Momento de inercia
$kg m^2$
5283
$\omega$
Velocidad angular
$rad/s$
6068

.

la masa inercial ($m_i$) se asocia con la inercia en la traslación de un cuerpo, por lo que el momento de inercia ($I$) corresponde a la inercia en la rotación de un cuerpo.

ID:(3251, 1)



Momento angular (2)

Ecuación

>Top, >Modelo


El momento ($p$) fue definido como el producto de la masa inercial ($m_i$) y la velocidad ($v$), lo cual es igual a:

$ p = m_i v $



El análogo de la velocidad ($v$) en el caso de la rotación es la velocidad angular instantánea ($\omega$), por lo tanto, el equivalente a el momento ($p$) debería ser un el momento Angular ($L$) de la forma:

$ L_0 = I_0 \omega_0 $

$ L = I \omega $

$L$
$L_0$
Momento angular inicial
$kg m^2/s$
6148
$I$
$I_0$
Momento de inercia inicial
$kg m^2$
8766
$\omega$
$\omega_0$
Velocidad angular inicial
$rad/s$
5295

.

la masa inercial ($m_i$) se asocia con la inercia en la traslación de un cuerpo, por lo que el momento de inercia ($I$) corresponde a la inercia en la rotación de un cuerpo.

ID:(3251, 2)



Variación de velocidades angulares

Ecuación

>Top, >Modelo


La aceleración se define como el cambio en la velocidad angular por unidad de tiempo.

Por lo tanto, la aceleración angular la diferencia de velocidades angulares ($\Delta\omega$) se puede expresar en términos de la velocidad angular la velocidad angular ($\omega$) y el tiempo la velocidad angular inicial ($\omega_0$) de la siguiente manera:

$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $

$\Delta\omega$
Diferencia de velocidades angulares
$rad/s$
5277
$\omega$
Velocidad angular
$rad/s$
6068
$\omega_0$
Velocidad angular inicial
$rad/s$
5295

ID:(3681, 0)



Variación del momento de inercia

Ecuación

>Top, >Modelo


Si durante la rotación la forma del cuerpo varía, su momento de inercia cambiará. Por lo tanto, tiene sentido definir el variación del momento de inercia ($\Delta I$) restando de el momento de inercia ($I$) el valor de el momento de inercia inicial ($I_0$) de la siguiente manera:

$ \Delta I = I - I_0 $

$I$
Momento de inercia
$kg m^2$
5283
$I_0$
Momento de inercia inicial
$kg m^2$
8766
$\Delta I$
Variación del momento de inercia
$kg m^2$
10402

ID:(15842, 0)