Page 255 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada
P. 255

236       Capítulo 11   Rotación de cuerpos rígidos


                               Conservación de la cantidad de movimiento angular
                               Podemos entender mejor la definición de movimiento si regresamos a la ecuación básica para
                               el movimiento angular, t  = la. Recuerde la ecuación que define la aceleración angular
                                                                    Cüf —  Cúq


                               podemos escribir la segunda ley de Newton como
                                                                   ( a ) f- c o 0
                                                                = 1   -

                                                                   V    t
                               Al multiplicar por t, obtenemos
                                                               Tt  =  IíOf —  Iü)0                    (11.19)
                                          Impulso angular =  cambio en la cantidad de movimiento angular

                               El producto Tt se define como impulso angular.  Observe la semejanza entre esta ecuación y
                               la que se obtuvo en el capítulo 9 para el impulso lineal.
                                  Si no se aplica ningún momento de torsión externo a un cuerpo que gira, podemos esta­
                               blecer r   =  0 en la ecuación (11.19), y obtener
                                                                0  =  Iíüf —  ICú0
                                                              Icüf  =   Icón -o                       (11.20)
                                   Cantidad de movimiento angular final =  cantidad de movimiento angular inicial
                               De  esta manera,  llegamos  a un enunciado para expresar la conservación de la  cantidad de
                               movimiento angular:
                                 Si  la  suma de  los momentos de torsión  externos que actúan sobre un  cuerpo
                                 o sistema de cuerpos es cero,  la cantidad de movimiento angular permanece
                                 sin cambios.

                              Este enunciado resulta verdadero aun en el caso de que el cuerpo que gira no sea rígido, sino
                               que pueda cambiar su forma de tal modo que su momento de inercia cambie. En este caso, la
                              rapidez angular también cambia de tal modo que el producto Ico siempre es constante. Los pa­
                              tinadores, clavadistas y acróbatas controlan la rapidez con que giran sus cuerpos extendiendo
                              o encogiendo sus extremidades para aumentar o disminuir su rapidez angular.
                                  Un  experimento  interesante  que  ilustra  la  conservación  de  la  cantidad  de  movimiento
                              angular se muestra en la figura 11.13. Una mujer está parada sobre una plataforma giratoria y






















                              Figura 11.13  Experimento para demostrar la conservación de la cantidad de movimiento angular. La mujer
                              controla su velocidad de rotación moviendo las pesas hacia adentro para aumentar su rapidez rotacional o
                              hacia afuera para disminuirla.
   250   251   252   253   254   255   256   257   258   259   260