Física | Momento de torsión y aceleración angular

WissenSync

23 Oct 201803:10

Summary

TLDRLa segunda ley de Newton se aplica tanto al movimiento lineal como al rotacional. En este último caso, la fuerza se traduce en un momento de torsión, que es igual al momento de inercia por la aceleración angular. A través de un ejemplo de una llanta, se explica cómo la fuerza tangencial, multiplicada por el radio, se relaciona con la masa y la aceleración angular. Este análisis demuestra que, al igual que en el movimiento lineal, el momento de torsión es proporcional a la aceleración angular, destacando la importancia del momento de inercia en este contexto.

Takeaways

😀 La segunda ley de Newton establece que la fuerza aplicada a un objeto es igual a su masa por la aceleración.
😀 Esta ley se aplica tanto en movimientos lineales como en trayectorias curvas.
😀 En el movimiento rotacional, la segunda ley de Newton se expresa de manera diferente.
😀 En el movimiento rotacional, la aceleración es angular en lugar de lineal.
😀 El momento de torsión se define como la fuerza multiplicada por el radio del objeto en rotación.
😀 La fuerza aplicada en un punto específico de una llanta puede ser relacionada con la masa y la aceleración tangencial.
😀 La aceleración tangencial se puede convertir en aceleración angular mediante la relación: aceleración tangencial = radio × aceleración angular.
😀 Al sustituir en la ecuación del momento de torsión, se obtiene una relación que incluye el momento de inercia.
😀 El momento de inercia se relaciona con la masa y el radio al cuadrado de la partícula en rotación.
😀 Finalmente, el momento de torsión es igual al momento de inercia multiplicado por la aceleración angular, similar a la relación en la segunda ley de Newton.

Q & A

¿Qué establece la segunda ley de Newton?
-La segunda ley de Newton establece que la fuerza aplicada sobre un objeto es igual a la masa del objeto multiplicada por su aceleración.
¿Cómo se aplica la segunda ley de Newton en el movimiento rotacional?
-En el movimiento rotacional, la segunda ley se expresa como el momento de torsión igual al momento de inercia por la aceleración angular.
¿Cuál es la relación entre la fuerza tangencial y la aceleración angular?
-La fuerza tangencial se puede relacionar con la aceleración angular mediante la fórmula: fuerza tangencial = masa por radio por aceleración angular.
¿Qué representa el momento de torsión?
-El momento de torsión representa la tendencia de una fuerza a hacer rotar un objeto alrededor de un eje.
¿Cómo se calcula el momento de torsión en una rueda?
-El momento de torsión en una rueda se calcula multiplicando la fuerza tangencial por el radio de la rueda.
¿Qué es el momento de inercia?
-El momento de inercia es una medida de la resistencia de un objeto a cambiar su estado de rotación, dependiente de la masa y la distribución de esta respecto al eje de rotación.
¿Por qué se utilizan dos radios en la fórmula del momento de torsión?
-Se utilizan dos radios en la fórmula del momento de torsión porque la fuerza tangencial se relaciona con la aceleración angular a través del radio de la llanta, resultando en un término cuadrático.
¿Cuál es la fórmula que relaciona la aceleración tangencial y la aceleración angular?
-La fórmula que relaciona la aceleración tangencial y la aceleración angular es: aceleración tangencial = radio por aceleración angular.
¿Qué ocurre al considerar la suma de todas las partículas en una llanta?
-Al considerar la suma de todas las partículas en una llanta, se obtiene el momento de inercia total de la llanta, que se utiliza para calcular el momento de torsión.
¿Cómo se comparan las relaciones de fuerza en el movimiento lineal y rotacional?
-En el movimiento lineal, la fuerza es proporcional a la aceleración con la constante de proporcionalidad siendo la masa; en el rotacional, el momento de torsión es proporcional a la aceleración angular con el momento de inercia como constante.