En que consiste el movimiento de traslacion

Diferencia entre movimiento de traslación y de rotación

Si se aplica una fuerza a un sistema mecánico traslacional, se le oponen fuerzas opuestas debidas a la masa, la elasticidad y la fricción del sistema. Como la fuerza aplicada y las fuerzas opuestas están en direcciones opuestas, la suma algebraica de las fuerzas que actúan sobre el sistema es cero. Veamos ahora la fuerza opuesta por estos tres elementos individualmente.

La masa es la propiedad de un cuerpo que almacena energía cinética. Si se aplica una fuerza sobre un cuerpo que tiene una masa M, entonces se le opone una fuerza opuesta debida a la masa. Esta fuerza opuesta es proporcional a la aceleración del cuerpo. Supongamos que la elasticidad y la fricción son despreciables.

El muelle es un elemento que almacena energía potencial. Si se aplica una fuerza sobre el muelle K, entonces se le opone una fuerza opuesta debida a la elasticidad del muelle. Esta fuerza opuesta es proporcional al desplazamiento del muelle. Supongamos que la masa y la fricción son despreciables.

Si se aplica una fuerza sobre el amortiguador B, entonces se le opone una fuerza opuesta debido a la fricción del amortiguador. Esta fuerza opuesta es proporcional a la velocidad del cuerpo. Supongamos que la masa y la elasticidad son despreciables.

Movimiento rectilíneo

La rotación alrededor de un eje fijo es un caso especial del movimiento de rotación. La hipótesis del eje fijo excluye la posibilidad de que un eje cambie de orientación y no puede describir fenómenos como el bamboleo o la precesión. Según el teorema de la rotación de Euler, la rotación simultánea a lo largo de varios ejes fijos al mismo tiempo es imposible; si se fuerzan dos rotaciones al mismo tiempo, aparecerá un nuevo eje de rotación.

Este artículo supone que la rotación también es estable, de modo que no se requiere ningún par de torsión para mantenerla. La cinemática y la dinámica de la rotación alrededor de un eje fijo de un cuerpo rígido son matemáticamente mucho más sencillas que las de la rotación libre de un cuerpo rígido; son totalmente análogas a las del movimiento lineal a lo largo de una única dirección fija, lo que no es cierto para la rotación libre de un cuerpo rígido. Las expresiones para la energía cinética del objeto y para las fuerzas sobre las partes del objeto son también más sencillas para la rotación alrededor de un eje fijo que para el movimiento general de rotación. Por estas razones, la rotación alrededor de un eje fijo se suele enseñar en los cursos de introducción a la física después de que los estudiantes hayan dominado el movimiento lineal; la generalidad del movimiento de rotación no se suele enseñar en las clases de introducción a la física.

Oscilación

Si un cuerpo rígido en movimiento no gira (se tratará en el siguiente apartado), se dice que está en traslación. Cada punto de un cuerpo rígido en traslación tiene la misma velocidad y aceleración. Así, la descripción del movimiento de un punto, como el centro de gravedad, describe todo el cuerpo. Para el movimiento 2D en un plano, el objeto se rige por

Esta es una ecuación escalar, ya que en este capítulo sólo se consideran las 2D. Esta ecuación no significa que no haya momentos, sino que simplemente la suma de todos los momentos debe ser igual a cero. No hay movimiento de rotación.

Fórmula del movimiento de traslación

(a) ¿Qué es el movimiento de traslación? Pon un ejemplo de algo que normalmente sólo experimenta movimiento de traslación. (b) ¿Qué es el movimiento de rotación? Pon un ejemplo de algo (¡además de un balancín!) que normalmente sólo experimenta movimiento de rotación. (c) Pon un ejemplo de algo que normalmente experimente movimiento de traslación y de rotación.

El movimiento de traslación implica el movimiento de un objeto (entero) de un lugar a otro. El movimiento de rotación implica el movimiento de un objeto alrededor de un punto de giro o eje o de su centro de masa. Sus ejemplos a continuación.

En esta sección se introducen varias magnitudes de rotación. Parecería un poco abrumador, salvo que existe una correspondencia completa con las magnitudes lineales (de traslación) que ya hemos estudiado; por ejemplo, la posición angular se corresponde con la posición. Para las siguientes magnitudes rotacionales, indica la magnitud lineal a la que corresponde y también las unidades de la magnitud rotacional (algunas de ellas son realmente tan fáciles como parecen): (a) velocidad angular; (b) aceleración angular; (c) par motor; (d) masa rotacional.