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Cinética de cuerpos rígidos en movimiento plano - Coggle Diagram
Cinética de cuerpos rígidos en movimiento plano
Ecuaciones de movimiento de un cuerpo rígido
Las ecuaciones de movimiento describen la traslación y la rotación de un cuerpo rígido. Para su análisis, se debe incluir un diagrama de cuerpo libre y un diagrama cinético que representen gráficamente todas las componentes del movimiento.
Traslación: Todas las partículas del cuerpo tienen la misma aceleración.
Traslación rectilínea: Todas las partículas se desplazan a lo largo de trayectorias rectas y paralelas.
Traslación curvilínea: Todas las partículas siguen trayectorias curvas y paralelas.
Movimiento angular de un cuerpo rígido en el plano
En este caso, el sistema de fuerzas externas y momentos de par que actúan sobre el cuerpo genera velocidad y aceleración angular. El centro de masa del cuerpo describe una trayectoria circular.
Movimiento plano de un cuerpo rígido
El cuerpo experimenta una combinación de traslación y rotación. La traslación ocurre en un plano de referencia, mientras que la rotación se produce alrededor de un eje perpendicular a dicho plano.
Principio del trabajo y la energía
Se emplea para resolver problemas cinéticos que implican velocidad, fuerza y desplazamiento. Para aplicarlo, se debe calcular la energía cinética del cuerpo:
Traslación: ω=0, es decir, la energía cinética por rotación es cero.
Rotación: El cuerpo posee energía cinética tanto de traslación como de rotación.
Movimiento plano general: El cuerpo tiene una velocidad angular ω y una velocidad de su centro de masa v_G.
Tipos de fuerzas y su trabajo asociado:
Trabajo de una fuerza variable:
Trabajo de una fuerza constante:
Trabajo del peso: Solo realiza trabajo cuando el centro de masa experimenta un desplazamiento vertical.
Trabajo de una fuerza de resorte:
Finalmente se aplica el principio del trabajo y la energía, esta puede utilizarse para determinar una sola incógnita cuando se aplica a un solo cuerpo rígido.