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Torque y momento angular
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Torque y momento angular

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Transcript

  • 1. Colegio Adventista Subsector Física Arica Profesor: Ignacio Espinoza Braz
  • 2.
    • Los cuerpos con ejes de rotación, como ruedas de vehículos, puertas y ventanas pueden girar cuando sobre ellas se ha aplicado cierta fuerza.
    • Se observa, de acuerdo con la figura, que este giro del cuerpo se facilita cuando la fuerza es grande y/o cuando aumenta la distancia del punto de aplicación de la fuerza respecto al eje de rotación. 
    Eje de giro Eje de giro
  • 3.
    • Por esta razón, las fuerzas aplicadas directamente en el eje no producen giro .
    • Si hacemos girar una rueda o una puerta, los factores que determinan la efectividad de una fuerza en el torque, son la magnitud de la fuerza F aplicada perpendicularmente a una distancia del eje de giro, denominado brazo. Esto es:
  • 4.
    • Sabemos que la fuerza, se puede definir como:
    • Si reemplazamos esta definición de fuerza en el módulo del torque, obtenemos:
  • 5.
    • A partir de la relación anterior, podemos definir el momento angular como:
    • Por lo cual, tenemos finalmente que:
  • 6.
    • En pocas palabras, podemos decir que el torque produce una variación o cambio en el momento angular de un conjunto de partículas o un objeto rígido.
  • 7.
    • Consideremos una piedra de 400[g] atada a una cuerda de 80[cm] que se hace girar desde el reposo hasta alcanzar una rapidez tangencial de 2[m/s].
      • ¿Cuál es el módulo del momento angular de la piedra en reposo?
      • Cuando la piedra alcanza la rapidez de 2[m/s], ¿Cuál es el módulo de su momento angular?
      • ¿Cuál es la variación del momento angular de la piedra?
      • ¿Cuál fue el torque aplicado sobre la piedra si demora 0,32[s] en alcanzar los 2[m/s]?
  • 8.
    • Se define el momento angular como el producto entre su inercia rotacional y su velocidad angular, en pocas palabras:
    • Este resultado es válido independiente de la forma del objeto o si es un cuerpo extenso o puntual.
  • 9.
    • En un movimiento lineal, la aplicación de una fuerza externa produce un cambio en el movimiento.
    • Según la relación anteriormente estudiada, al aplicar un torque sobre un sistema giratorio, produce un cambio en el momento angular del sistema.
    Movimiento Lineal Movimiento Rotacional
  • 10.
    • ¿Qué Ocurre si el Torque Aplicado sobre un sistema es cero?
  • 11.
    • Si ocurre esto, estamos frente a un resultado muy importante y notable, conocido como ley de conservación del momento angular.
    • Es decir, el momento angular inicial es igual al momento angular final, en un proceso en el cual es torque neto es cero.

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