Cómo calcular la energía rotacional

Escrito por selma leathem | Traducido por beatriz sánchez
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Cómo calcular la energía rotacional
Un cuerpo en rotación tiene energía cinética. (spinning carousel image by Galyna Andrushko from Fotolia.com)

La energía rotacional cinética K de un cuerpo rígido se puede calcular hallando el producto de su momento de inercia I y su velocidad rotacional w al cuadrado multiplicado por 1/2, de esta forma: K= 1/2 I*w^2. La inercia es una propiedad que indica la resistencia que ejerce el cuerpo cuando una fuerza intenta acelerarlo desde el descanso, o cambiar su movimiento si se mueve a velocidad constante. La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo debido a su movimiento y es una medida de cuánto trabajo se ha hecho sobre él para aumentar su velocidad.

Nivel de dificultad:
Difícil

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Instrucciones

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    Calcula el momento de inercia. Hay muchas tablas disponibles con fórmulas del momento de inercia para muchas formas distintas en 3 dimensiones. Lo que necesitas para usar la formula es la masa del objeto y sus dimensiones, como el radio en el caso de un cuerpo esférico o cilíndrico, o su longitud en el caso de una barra. Si el objeto es una colección de masas de puntos, el momento de inercia se puede obtener sumando el producto de la masa de cada punto del objeto y el cuadrado de su distancia desde el punto sobre el que gira.

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    Consigue la velocidad de rotación y asegúrate de que está en las unidades correctas. La velocidad angular media se define como el desplazamiento angular en el tiempo necesario para moverlo esa distancia, y para el sistema métrico las unidades deben estar en radianes por unidad de tiempo y no en revoluciones o grados. Para convertir los grados en radianes, usa la relación 1rad = 57,3 grados y para convertir de revoluciones por segundo a radianes por segundo, usa 1rev/s = 2Pi rad/s, donde Pi es una constante que indica el radio de la circunferencia de un círculo sobre su diámetro, y tiene el valor 3,14159.

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    Calcula la energía cinética rotacional. Por ejemplo, si tienes una esfera sólida que gira con una velocidad angular de 5 rad/s, una masa M de 2Kg, un radio r de 5 cm, entonces a partir de las tablas el momento de inercia es I=2/5Mr^2 que te dará I = 0.002 kgm^2, y por lo tanto, la energía cinética será K= 5*0.002 = 0.01 J.

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