La segunda ley de Newton para el movimiento de rotación
* movimiento lineal: La fuerza (f) es directamente proporcional a la masa (m) y la aceleración (a): f =ma
* movimiento rotacional: El par (τ) es directamente proporcional al momento de inercia (i) y aceleración angular (α): τ =iα
conceptos clave
* Torque (τ): La fuerza de rotación que hace que un objeto gire. Es una cantidad vectorial y se calcula como el producto de la fuerza aplicado y la distancia perpendicular desde el eje de rotación hasta el punto donde se aplica la fuerza.
* Momento de inercia (i): Una medida de la resistencia de un objeto a los cambios en su movimiento de rotación. Depende de la distribución de masa del objeto y del eje de rotación.
* Aceleración angular (α): La tasa de cambio de la velocidad angular. Nos dice qué tan rápido está cambiando la velocidad de rotación de un objeto.
Explicación
La ecuación τ =Iα nos dice lo siguiente:
* Torque más grande: Un par más grande producirá una mayor aceleración angular. Esto significa que el objeto girará más rápido.
* Momento más grande de inercia: Un momento más grande de inercia requiere más torque para lograr la misma aceleración angular. Esto se debe a que los objetos con momentos más grandes de inercia son más resistentes a los cambios en su movimiento de rotación.
analogía
Piense en empujar una caja pesada a través de un piso. La fuerza que aplica es análoga al par, y la masa de la caja es análoga al momento de inercia del objeto. La aceleración de la caja es análoga a la aceleración angular.
* Un fuerte empuje (gran fuerza) hace que la caja se acelere más rápidamente.
* Una caja más pesada (masa más grande) requiere una mayor fuerza para producir la misma aceleración.
en resumen
El par es la causa de la aceleración angular, así como la fuerza es la causa de la aceleración lineal. El momento de la inercia de un objeto actúa como una medida de su resistencia a la aceleración angular, similar a cómo la masa actúa como una medida de resistencia a la aceleración lineal.
