3°Medio: Capítulo1: Momento Angular

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Presentación vista en clases de física en 3° medios del liceo viña del mar.

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3°Medio: Capítulo1: Momento Angular

  1. 1. Liceo Viña del MarFísicaProf. Paula DuránUnidad 1: Movimiento CircularSubunidad 2: Momento Angular 1° semestre, 2012
  2. 2. Objetivos:• Aplicar la definición de momento angular a objetos de formas simples que rotan en relación a un eje y• Reconocer la conservación de momento angular tanto en valor como en dirección y las condiciones bajo las cuales ella se conserva..
  3. 3. Torque (τ)• Responsable de hacer girar a los cuerpos, debido a la aplicación de una r fuerza a cierta distancia F de un eje de rotación o de giro. Eje de rotación F d Variable τ F Torque Fuerza Unidad Newton por metro [Nm] Newton [N] d Distancia Metros [m]
  4. 4. Comparar los siguientes torques,asumiendo que todas las fuerzas poseenel mismo valor. F3 F2 F1 Eje de rotación o de giro d1 d2 d3
  5. 5. 5EJERCICIO Nº 1 Una persona cierra una puerta de 1 metro de radio, aplicando una fuerza perpendicular a ella de 40 [N] a 90 [cm] de su eje de rotación. El torque aplicado es:A) 3600 [Nm]B) 360 [Nm]C) 36 [Nm]D) 3,6 [Nm]E) 0,36 [Nm] C Aplicación
  6. 6. 6FUERZAS QUE NO PRODUCEN TORQUE No produce torque una fuerza si es aplicada• paralela al brazo.• en el eje de rotación.
  7. 7. 7 Condiciones de EquilibrioEl equilibrio rotacionalde un cuerpo rígido seobtiene por la aplicaciónde dos o más torques, demodo que el torqueresultante sea nulo 0
  8. 8. Ejercicio N°2• Considera un balancín que se encuentra en equilibrio ¿Cuál es el valor de X para que esto suceda? 2[m] X 1[m] 10 N 80 N 100 N
  9. 9. Inercia de Rotación “Es la resistencia de un objeto a los cambios en su movimiento de rotación”• Tendencia de los cuerpos: • a seguir rotando a menos que se produzca un torque • mantener su estado de reposo
  10. 10. Inercia de Rotación• Si la mayoría de la masa está ubicada muy lejos del centro Eje de giro de rotación, la inercia de rotación será muy alta y costará hacerlo girar o detener su rotación.• Si la masa está cerca del centro de rotación de un determinado objeto, la inercia será menor y será más fácil hacerlo girar.
  11. 11. EJERCICIO Nº 3¿Cómo puede modificar una persona su inercia rotacional? A) Saltando. B) Corriendo. E C) Girando sin cambiar la posición de giro. Comprensión D) Desplazándose en cualquier dirección. E) Girando, abriendo y cerrando los brazos. 11
  12. 12. Momento de Inercia (I)• Forma en que se distribuye la masa de un cuerpo en torno a un eje de giro.• Depende directamente proporcional a: ▫ Masa (a mayor masa, mayor inercia) ▫ Radio (a mayor radio, mayor inercia)
  13. 13. Momento de Inercia• Cualquier cilindro sólido rueda por una pendiente inclinada con más aceleración que cualquier otro cilindro hueco, sin importar su masa o su radio. Un cilindro hueco tiene más resistencia al giro por unidad de masa que un cilindro sólido.
  14. 14. Momento de Inercia (I) Más en página 24
  15. 15. EJERCICIO Nº 4 Se tienen dos péndulos, uno A de longitud L, sosteniendo una masa m y otro B de masa 2m y radio 2L. Sabiendo que el momento de inercia del péndulo es I = m · r², se puede afirmar queA) el péndulo A presenta menor momento de inercia.B) ambos tienen el mismo momento de inercia.C) el péndulo B presenta menor momento de inercia.D) el momento de inercia de A es el doble que el de B.E) el momento de inercia de B es 6 veces mayor que el de A. A Análisis 15
  16. 16. Momento Angular (L)• Característica de los sistemas rotatorios de mantener su eje de rotación• Apunta en la dirección del eje de rotación produciendo cierta estabilidad en el giro, se L rige por la regla de la mano derecha
  17. 17. Momento Angular (L)• Es una magnitud que resulta del producto entre el momento de inercia(I) y la velocidad angular ( ) de un cuerpo en rotación. L I Variable L Momento angular [kg m2/s] I Momento de inercia [kg m2] ω Rapidez angular [rad/s] 17
  18. 18. EJERCICIO N°5• Calculemos el momento angular de un objeto de masa R = 0,8[m] 1[kg] que gira con una rapidez angular de 7,8[rad/s] describiendo una circunferencia de radio 0,8[m]
  19. 19. EJERCICIO Nº 6Un cuerpo de momento de inercia I gira con velocidad angular ω. Si se duplica la velocidad angular y se disminuye a la mitad su momento de inercia, entonces podemos decir que su momento angularA) se duplica.B) disminuye a la mitad.C) se mantiene.D) se triplica.E) se cuadruplica. C Análisis 19
  20. 20. Conservación del Momento AngularCuando un cuerpo seencuentra girando, sumomento angularpermanece constante ano ser que sobre él actúeun torque externo que lohaga modificar su estadode rotación. L final Linicial If f Ii i
  21. 21. EJERCICIO Nº 7• Una rueda de bicicleta girando horizontalmente experimenta una variación en su velocidad angular. Esto significa que pudo variarI. su inercia rotacional.II. su momento angular.III. el torque neto sobre ella.Es (o son) verdadera(s):A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo II y III E Análisis 21
  22. 22. FinHasta aquí entra hasta la próximaevaluacíón

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