Saltar ao contido

Física/Preliminais/Xiro arredor dun eixe fixo

En Galilibros, o Wikibooks en galego.

A rotación sobre un eixe fixo é un caso especial de movemento de rotación. A hipótese do eixe fixo exclúe a posibilidade dun eixe en movemento e non pode describir fenómenos como o "bamboleo".

Segundo o teorema de rotación de Euler, a rotación ao redor de máis dun eixe ao mesmo tempo é imposible, polo que se se forzan dúas rotacións ao mesmo tempo nun eixe diferente, aparecerá un novo eixe de rotación.

As seguintes fórmulas e conceptos son útiles para comprender mellor a rotación sobre un eixe fixo.

Relación entre movemento rotacional e lineal

[editar]

O movemento de rotación está intimamente relacionado co movemento lineal.

O desprazamento lineal é o produto do desprazamento angular multiplicado polo raio do círculo descrito polo movemento.

A velocidade lineal é o produto da velocidade angular polo raio do círculo descrito polo movemento.

A aceleración tanxencial é o produto da aceleración angular multiplicada polo raio da circunferencia descrita polo movemento.

Así mesmo, tendo en conta o anterior, as fórmulas cinemáticas manteñen esta mesma relación.

Mentres que as fórmulas para a cinemática do movemento lineal son:

Para a cinemática do movemento de rotación empregaremos o seguinte:

Desprazamento angular θ

[editar]

O desprazamento angular dun obxecto determina a cantidade de rotación do obxecto e descríbese coa seguinte fórmula:

O desprazamento angular mídese en radiáns (rad), aínda que tamén se pode medir en revolucións (rev). A continuación móstrase a comparación entre unidades.

1 rad = 57,3°

rad

Velocidade angular ω

[editar]

A velocidade angular é a variación do desprazamento angular con respecto ao tempo, como se presenta na seguinte fórmula:

A velocidade angular é sempre a mesma independentemente da distancia entre unha partícula e o eixe de rotación.

As unidades nas que se expresa habitualmente a velocidade angular son en radiáns por segundo (rad/s), pero tamén se pode expresar en revolucións por minuto (rpm ou rev/min) e en revolucións por segundo (rev/s).

Aceleración angular α

[editar]

Como no movemento lineal, o movemento de rotación pode ter aceleración. A velocidade angular pode ser alterada pola influencia dun par resultante.

A fórmula para calcular a aceleración angular é a seguinte:

Torque

Na lei do movemento de rotación, Newton menciona o seguinte:

Un momento de torsión resultante aplicado a un cuerpo rígido siempre genera una aceleración angular que es directamente proporcional al momento de torsión aplicado e inversamente proporcional al momento de inercia del cuerpo

.

Enerxía cinética rotacional

[editar]

Momento de inercia

[editar]