Un sólido rígido se caracteriza
por ser indeformable, las posiciones relativas de los puntos del sólido se
mantienen fijas aunque se apliquen fuerzas al mismo.
Si se deriva respecto del tiempo se obtiene:
El primer término es la velocidad
del punto P, el segundo la velocidad del centro de masas y el tercero es la velocidad
del punto P respecto del centro de masas.
Como el vector R r tiene módulo
constante, el único movimiento posible de P respecto de C es una rotación con
velocidad angular ω r alrededor de un eje instantáneo que pase por C, tal como
se ve en la figura de la derecha.
Por tanto, el movimiento de un
punto P del sólido se puede considerar como la suma de un movimiento de
traslación del centro de masas más una rotación alrededor de un eje instantáneo
que pasa por el centro de masas.
Los cuerpos rígidos tienen como
movimiento general una composición de un movimiento de traslación más otro de
rotación. Siempre es posible encontrar un sistema de referencia en traslación
pero no rotante respecto del cual el movimiento del cuerpo parezca solo de
rotación.
Para un cuerpo rígido, si se conoce dónde está en un momento
determinado una partícula y el ángulo θ de rotación del cuerpo respecto a la
posición original, conocemos el resto de las posiciones de los puntos.
El movimiento general de un
sólido rígido es la composición de un movimiento de traslación del centro de
masas y de un movimiento de rotación alrededor de un eje que pasa por el centro
de masas.
- En el movimiento de traslación,
todos los puntos del sólido se mueven en trayectorias paralelas. La velocidad
de un punto del sólido es la misma que la velocidad del centro de masas.
- En el movimiento de rotación
alrededor de un eje que pasa por el centro de masas, la velocidad de un punto
del sólido es proporcional la radio de la circunferencia que describe, y su
dirección es tangente a dicha circunferencia.
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