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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)



Inercia rotacional

Definición

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)



Momento angular, regla de la mano derecha

Imagen

La orientación del momento angular se puede determinar utilizando la regla de la mano derecha: si los dedos apuntan en la dirección del radio y giras en la dirección del momento,

ID:(11601, 0)



Inercia Rotacional

Descripción

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.

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/s
$L_0$
L_0
Momento angular inicial
kg m^2/s
$I$
I
Momento de inercia
kg m^2
$I_0$
I_0
Momento de inercia inicial
kg m^2
$\Delta I$
DI
Variación del momento de inercia
kg m^2
$\omega$
omega
Velocidad angular
rad/s
$\omega_0$
omega_0
Velocidad angular inicial
rad/s

Cálculos


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

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos


(ID 15837)

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 m s dif cil 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 raz n, 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 c mo la bailarina utiliza el primer principio de Newton para la rotaci n en todas sus piruetas:

Bailarina Alina Cojocaru

(ID 10284)


(ID 15834)

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 $

(ID 15841)

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 an logo de la velocidad ($v$) en el caso de la rotaci n es la velocidad angular instantánea ($\omega$), por lo tanto, el equivalente a el momento ($p$) deber a ser un el momento Angular ($L$) de la forma:

$ L = I \omega $

.

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

(ID 3251)

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 an logo de la velocidad ($v$) en el caso de la rotaci n es la velocidad angular instantánea ($\omega$), por lo tanto, el equivalente a el momento ($p$) deber a ser un el momento Angular ($L$) de la forma:

$ L = I \omega $

.

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

(ID 3251)

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

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

$ \Delta\omega = \omega_2 - \omega_1 $

(ID 3681)

Si durante la rotaci n la forma del cuerpo var a, su momento de inercia cambiar . 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 $

(ID 15842)


ID:(1455, 0)