MOMENTO DE
INERCIA
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¿Qué es la inercia rotacional?
La
inercia rotacional es una propiedad de cualquier objeto que puede girar. Es
un valor escalar que nos indica qué tan difícil es cambiar la velocidad de
rotación del objeto alrededor de un eje de rotación determinado.
En
mecánica rotacional, la inercia rotacional desempeña un papel similar al de
la masa en la mecánica lineal. De hecho, la inercia rotacional de un objeto
depende de su masa. También depende de la distribución de
esa masa respecto al eje de rotación.
Cuando
una masa se aleja del eje de rotación se hace cada vez más más difícil
cambiar la velocidad de rotación del sistema. Intuitivamente, esto es porque
la masa lleva consigo más momento alrededor del círculo (debido a la
velocidad más alta) y porque el vector de momento cambia más rápidamente.
Estos dos efectos dependen de la distancia desde el eje.
La
inercia rotacional se denota con el símbolo I. Para un solo cuerpo como
el de una pelota de tenis de masa m que gira en un radio r desde
el eje de rotación (ver la Figura 1), la inercia rotacional es
I
= mr2
y, en
consecuencia, la inercia rotacional en el SI tiene unidades de
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Ejemplo:
Hallar
el momento de Inercia de una pelota de tenis de 3 kg de masa que gira con
respecto al eje de coordenadas y cuyo radio de giro es 4 m.
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Datos
m = 3 kg
r = 4 m
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I
= mr2
I = (3Kg).(42) = 48 kg.m2
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¿Cómo
se relaciona la inercia rotacional con la segunda ley de Newton?
La
inercia rotacional toma el lugar de la masa en la versión rotacional de la
segunda ley de Newton.
Considera
una masa mmm unida a un extremo de una barra sin masa. El otro
extremo de la barra está articulado para que el sistema pueda girar alrededor
de la bisagra central como se muestra en la figura.
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Ahora
comenzamos a rotar el sistema al aplicar una fuerza tangencial FT
a la masa. de la segunda ley de Newton, FT = m.aT.
Esto
también se puede escribir como
FT
= m(ra)
La
segunda ley de Newton relaciona la fuerza con la aceleración. En la mecánica
rotacional t toma el lugar de la fuerza. Al multiplicar
ambos lados por el radio obtenemos la expresión deseada.
FT.r
= m(ra).r
t =
m.r2. a è t =
I. a
Ahora
esta expresión puede utilizarse para encontrar el comportamiento de una masa
en respuesta a una torca conocida.
Fuente:
https://es.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-momentum/torque-tutorial/a/rotational-inertia
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lunes, 14 de noviembre de 2016
Momento de inercia
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