Consecuencias del movimiento de rotacion y traslacion

Ejemplos de movimiento lineal o de traslación

Se investiga teóricamente la interacción hidrodinámica entre dos cuerpos con movimiento de rotación a través de un fluido invisible e incompresible. En primer lugar se describe el comportamiento dinámico de un cilindro elíptico que se mueve alrededor de un cilindro circular fijo, basándose en las ecuaciones dinámicas del movimiento en el plano de movimiento. En un sistema de coordenadas relativo que se mueve con la corriente, la energía cinética del fluido se expresa en función de quince masas añadidas generalizadas debidas al movimiento plano de los dos cilindros. Mediante las masas añadidas generalizadas, el movimiento plano de un cilindro elíptico alrededor de un cilindro circular fijo puede calcularse sin considerar el campo de flujo. Se obtienen las trayectorias de un cilindro elíptico alrededor de un cilindro circular fijo en movimiento plano y se discuten los efectos de la no circularidad, la posición inicial y la velocidad inicial en la interacción entre dos cilindros. Igualmente, se investiga el movimiento plano de un esferoide prolato alrededor de una esfera. Los resultados numéricos muestran explícitamente que los comportamientos dinámicos de los cuerpos móviles con movimiento de rotación parecen no lineales. Sus propiedades de movimiento muestran diferencias significativas con respecto a las de la dinámica de partículas.

Diferencia entre movimiento de traslación y de rotación

En este módulo aprenderemos sobre el trabajo y la energía asociados al movimiento de rotación. (La figura muestra a un trabajador utilizando una muela eléctrica impulsada por un motor. Saltan chispas y se producen ruidos y vibraciones a medida que las capas de acero se desprenden del poste. La piedra sigue girando incluso después de apagar el motor, pero finalmente se detiene por la fricción. Está claro que el motor ha tenido que trabajar para hacer girar la piedra. Este trabajo se tradujo en calor, luz, sonido, vibración y una considerable energía cinética de rotación.
El motor trabaja haciendo girar la piedra de afilar, dándole energía cinética de rotación. Esa energía se convierte entonces en calor, luz, sonido y vibración. (Crédito: Foto de la Armada de EE.UU. por el marinero especialista en comunicación de masas Zachary David Bell)
Para hacer girar objetos como las muelas o los tiovivos es necesario realizar un trabajo. El trabajo se definió en Movimiento Circular Uniforme y Gravitación para el movimiento de traslación, y podemos basarnos en ese conocimiento al considerar el trabajo realizado en el movimiento de rotación. La situación rotacional más sencilla es aquella en la que la fuerza neta se ejerce perpendicularmente al radio de un disco (como se muestra en la (Figura)) y permanece perpendicular cuando el disco comienza a girar. La fuerza es paralela al desplazamiento, por lo que el trabajo neto realizado es el producto de la fuerza por la longitud de arco recorrida:

Movimiento de traslación y rotación de un cuerpo rígido

La energía cinética rotacional es la energía cinética debida a la rotación de un objeto y forma parte de su energía cinética total. Si se considera la energía rotacional por separado alrededor del eje de rotación de un objeto, se obtiene la siguiente dependencia del momento de inercia del objeto:
Energía cinética de rotación: Los objetos que ruedan sin resbalar tienen alguna fracción de su energía como cinética de traslación y el resto como cinética de rotación. La proporción depende del momento de inercia del objeto que rueda.

Ejemplos de movimiento de traslación

ResumenUn haz portador de momento angular orbital (OAM) tiene la capacidad de detectar una superficie que gira a partir de su efecto Doppler rotacional. Sin embargo, puede producirse una mezcla de efectos Doppler lineal y rotacional cuando se ilumina un haz OAM a un objetivo, no sólo con giros sino también con vibraciones. En este trabajo, observamos experimentalmente utilizando haces portadores de OAM, efectos Doppler tanto lineales como rotacionales de varias superficies de diseño. En concreto, en este estudio se aplican una metasuperficie independiente de la polarización de giro, un reflector helicoidal y una hélice, respectivamente. Demostramos mediante el uso de dos haces de microondas con OAM opuesta para separar el desplazamiento Doppler rotacional del desplazamiento micro-Doppler. El método propuesto también puede aplicarse para medir la velocidad de giro de los objetos rotativos, lo que tiene aplicaciones más amplias en la detección inteligente, el radar y la óptica cuántica.
Sci Rep 9, 8971 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-45516-1Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard

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