FUNDAMENTO TEORICO

En general un cuerpo puede tener tres tipos distintos de movimiento simultneamente. De traslacin a lo largo de una trayectoria, de rotacin mientras se est trasladando, en este caso la rotacin puede ser sobre un eje que pase por el cuerpo, y si a la vez este eje est girando en torno a un eje vertical, a la rotacin del eje del cuerpo rotante se le llama movimiento de precesin (por ejemplo un trompo), y de vibracin de cada parte del cuerpo mientras se traslada y gira.

Cuando un cuerpo est en rotacin, cada punto tiene un movimiento distinto de otro punto del mismo cuerpo, aunque como un todo se est moviendo de manera similar, por lo que ya no se puede representar por una partcula. Pero se puede representar como un objeto extendido formado por un gran nmero de partculas, cada una con su propia velocidad y aceleracin. Al tratar la rotacin del cuerpo, el anlisis se simplifica si se considera como un objeto rgido y se debe tener en cuenta las dimensiones del cuerpo.

Cuerpo rgido: Se define como un cuerpo ideal cuyas partes (partculas que lo forman) tienen posiciones relativas fijas entre s cuando se somete a fuerzas externas, es decir es no deformable. Con esta definicin se elimina la posibilidad de que el objeto tenga movimiento de vibracin. Este modelo de cuerpo rgido es muy til en muchas situaciones en las cuales la deformacin del objeto es despreciable.El movimiento general de un cuerpo rgido es una combinacin de movimiento de traslacin y de rotacin.

Cuando se aplica una fuerza en algn punto de un cuerpo rgido, el cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotacin en torno a algn eje. La propiedad de la fuerza para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud fsica que llamamos torque o momento de la fuerza.

Se usa el nombre momento, porque se emplea para referirnos al momento lineal, al momento angular o al momento de inercia, que son todas magnitudes fsicas diferentes para las cuales se usa el mismo trmino.

El momento de una fuerza F respecto de un punto O (respecto de un eje que pase por O) es un vector Mo que es igual al producto vectorial de dos vectores r y F, o sea: (Mo = r X F)

El mdulo de Mo es igual a r F sen, siendo el ngulo formado entre el vector r y el vector F. La cantidad r sen, es la distancia d entre el punto O y la lnea de accin de la fuerza. El momento resultante de un sistema de fuerzas concurrentes es igual a la suma vectorial de los momentos de cada una de las fuerzas e igual al momento de la resultante.

Llamamos MOMENTO DE UNA FUERZA al efecto de giro que produce una Fuerza (F) al aplicarse sobre un punto situado a una distancia (d) de un punto fijo o eje de giro.Se mide en Nm. (Newton por metro) y se calcula: Momento = Fuerza x distancia (M = F x d)La condicin para que un objeto sobre el que actan fuerzas, no gire ha de ser que el momento resultante (M o suma de los Momentos de las fuerzas) sea cero.NOTA: La definicin anterior de Momento de una fuerza es solo vlida para fuerzas F perpendiculares a la distancia d.

Ejemplo con una figura:

Centro de gravedad

Debido a que un cuerpo es una distribucin continua de masa, en cada una de sus partes acta la fuerza de gravedad. El centro de gravedad es la posicin donde se puede considerar actuando la fuerza de gravedad neta, es el punto ubicado en la posicin promedio donde se concentra el peso total del cuerpo.

Para un objeto simtrico homogneo, el centro de gravedad se encuentra en el centro geomtrico, pero no para un objeto irregular.

Centro de masa.

Es la posicin geomtrica de un cuerpo rgido donde se puede considerar concentrada toda su masa, corresponde a la posicin promedio de todas las partculas de masa que forman el cuerpo rgido. El centro de masa de cualquier objeto simtrico homogneo, se ubica sobre un eje se simetra.Cuando se estudia el movimiento de un cuerpo rgido se puede considerar la fuerza neta aplicada en el centro de masa y analizar el movimiento del centro de masa como si fuera una partcula. Cuando la fuerza es el peso, entonces se considera aplicado en el centro de gravedad.

Para casi todos los cuerpos cerca de la superficie terrestre, el centro de masa es equivalente al centro de gravedad, ya que aqu la gravedad es prcticamente constante, esto es, si g es constante en toda la masa, el centro de gravedad coincide con el centro de masa.

Bibliografa.

Sears, F. W. Zemansky. Fsica Universitaria. Ed. Fondo educativo interamericano, Mxico, 1972. Pg. 310-312.

Tippens Paul. Fsica, conceptos y aplicaciones. Ed. Mc Graw-Hill, Mexico, 1992.