Teoría - Lección 4: Sólido Rígido y Momento Angular

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Questions and Answers

¿Cómo se define la dirección del vector velocidad angular ω en relación a la rotación?

Apuntando hacia el centro de rotación

Apuntando hacia el plano de rotación

Apuntando perpendicular al plano de rotación (correct)

Apuntando en la dirección opuesta a la rotación

¿Cuál es la fórmula que se utiliza para calcular el módulo del vector torque τ?

τ = rF cos φ

τ = rF sin φ (correct)

τ = rF

τ = F/r

¿Cuál es la fórmula del módulo del momento angular de una partícula?

$L = mrv$ (correct)

$L = mrv an β$

$L = mv^2r$

$L = mrv imes cos β$

En el contexto de la rotación, ¿qué indica un sentido de giro antihorario según la notación utilizada?

Un valor positivo para ω Signup and view all the answers

Si la fuerza F y el vector posición r están contenidos en el plano xy, ¿dónde apuntará el vector torque τ?

En la dirección +z Signup and view all the answers

¿Qué representa el momento angular en relación a una partícula en movimiento?

La tendencia de la partícula a continuar en movimiento Signup and view all the answers

¿Qué representa el ángulo φ en la fórmula del torque τ?

El ángulo entre el vector fuerza F y el vector posición r Signup and view all the answers

Si r y p son perpendiculares al eje z, ¿cuál es la orientación del momento angular?

Paralelo al eje z Signup and view all the answers

Al usar la regla de la mano derecha para determinar la dirección del vector ω, ¿qué indican los dedos de la mano?

La dirección de la rotación Signup and view all the answers

Si el punto O’ está en el eje de rotación, pero no en el centro del disco, ¿qué ocurre con el momento angular?

L no es paralelo a ω Signup and view all the answers

¿Qué sucede con el momento angular del sistema al añadir una segunda partícula de igual masa al disco?

Sigue siendo paralelo al eje de rotación Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el momento angular es correcta?

Es una magnitud vectorial que se puede calcular con torque Signup and view all the answers

Si un objeto gira en sentido horario, ¿cómo se debe interpretar el signo de ω?

ω es negativo Signup and view all the answers

Las unidades del momento angular en el Sistema Internacional son:

kg·m²/s Signup and view all the answers

El vector momento angular es perpendicular a qué plano?

El plano de la trayectoria Signup and view all the answers

La relación entre el momento angular L y la velocidad angular ω es:

Pueden ser perpendiculares o no, dependiendo del punto de referencia Signup and view all the answers

¿Qué relación existe entre el momento angular y el torque para un sólido rígido?

La tasa de cambio del momento angular es igual al torque neto. Signup and view all the answers

¿Cuál es la dirección del momento angular en relación al eje de rotación en un objeto simétrico?

A lo largo del eje de rotación según la regla de la mano derecha. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando un torque es aplicado a una partícula?

Se produce un cambio en el momento angular. Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el momento angular de un sistema de partículas es correcta?

Es la suma de los momentos angulares de cada partícula individual. Signup and view all the answers

¿Qué afirmación es cierta acerca de las fuerzas externas en un sistema de sólidos rígidos?

Solo las fuerzas externas contribuyen al torque neto ejercido sobre el sistema. Signup and view all the answers

Si un sólido rígido gira en torno a un eje de simetría, ¿qué afirma la relación entre el momento angular y el torque?

Los dos están relacionados a través de un cambio en el eje. Signup and view all the answers

¿Qué se deriva del momento angular para determinar el torque?

La tasa de cambio del momento angular. Signup and view all the answers

¿Cuál es una diferencia significativa al considerar un eje de rotación en relación con un eje de simetría?

El eje de rotación puede no coincidir con un eje de simetría. Signup and view all the answers

Study Notes

Teoría - Lección 4: Sólido rígido. Momento Angular (Parte 2)

El tema 4, Sólido Rígido, enfoca en el Momento Angular (Parte 2)
Se analiza la Naturaleza Vectorial de la Rot. (4.10)
Se examina el Momento de una fuerza y Momento Angular (4.11)
Se detalla la Conservación del Momento Angular (4.12)

4.10 - Naturaleza Vectorial de la Rot

La velocidad angular (ω) se trata actualmente como un vector.
La dirección del vector ω es perpendicular al plano de rotación.
La regla de la mano derecha se emplea para definir la dirección de ω.
El módulo del vector torque es τ = rF sin φ.
Si Fy y r están en el plano xy, el vector torque apunta en el eje z.

4.11 - Momento de una fuerza y momento angular

El momento angular de una partícula que se mueve a velocidad v y se localiza en posición r respecto a O es L = r x p = r x mv.
El módulo del momento angular es L = mvr sin β, donde β es el ángulo entre r y v.
Las unidades de momento angular en el SI son kg m²/s.
El momento angular es perpendicular al plano de movimiento.
Para un cuerpo que gira entorno al eje z (disco circular con masa despreciable), el momento angular es L = Iω, donde I es el momento de inercia y ω es la velocidad angular.

4.12 - Conservación del momento angular

Si el sistema de partículas está aislado (torque externo nulo), el momento angular se conserva.
El momento angular final es igual al momento angular inicial (L_f = L_i).
La tasa de cambio del momento angular de un sólido rígido es igual al torque neto. (dL_sist/dt = τ_{net ext}).
Para un sólido rígido girando alrededor de un eje de simetría: L_sist = Iω

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Description

En esta lección, exploramos el concepto de sólido rígido y el momento angular en profundidad. Analizaremos la naturaleza vectorial de la rotación, el momento de una fuerza y la conservación del momento angular. Este contenido es esencial para entender la dinámica de los cuerpos rígidos y sus movimientos.