¿Cómo separar el giro y la traslación en un sistema de masas?

Juan Carlos Falcón Millán 2 respuestas
Imagina una barra rígida y homogénea en ausencia de gravedad y otros campos, a la cual se le aplica dos fuerzas opuestas y perpendiculares a la barra, en puntos diferentes de la barra, por ejemplo, a un tercio de un extremo y el otro a un quinto del mismo extremo. ¿Cómo gira esto? ¿Se desplaza el centro de masas?
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Respuestas
Dorisleydis Cuesta
Con el objetivo de distinguir el giro y la traslación en un sistema de como el que describes, se puede recurrir a los principios de la cinética y la dinámica. Primeramente, abordaremos el giro de la barra. Al aplicar fuerzas perpendiculares y opuestas en diferentes puntos de nuestra barra, se generará un momento de torsión (torque) alrededor del eje de rotación. Este momento induce un movimiento angular de dicha barra entorno al eje. Tanto la dirección como la velocidad angular de este movimiento dependerá de la magnitud y de la dirección del movimiento, dependiendo de la magnitud y de la dirección de las fuerzas aplicadas, así como de la distancia al eje de rotación de estas fuerzas. Con el fin de examinar el desplazamiento del centro de masas de la barra, se puede aplicar el principio de conservación del momento lineal. Aunque cabe destacar que las fuerzas aplicadas son opuestas y perpendiculares, y generan un momento neto distinto de cero respecto al centro de masas de la barra. Por lo que el centro de masas de la barra sufrirá un movimiento de traslación en la dirección de la resultante de las fuerzas. Resumiendo: 1. Giro de la barra: La barra girará alrededor de un eje de rotación debido al momento de torsión inducido por las fuerzas aplicadas. 2. Desplazamiento del centro de masas: El centro de masas de la barra se moverá en línea recta en la dirección de la resultante de las fuerzas aplicadas. Se debe al momento neto generado por las fuerzas en relación con el centro de masas, lo que resulta en una aceleración lineal de este punto.
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P=Mv=m1·v1+m2·v2+..=cte L=ICG·Omega=r1xp1+r2xp2+..=r1xm1v1+r2xm2v2+..=cte
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Juan Carlos Falcón Millán
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