DESARROLLO DEL TEMA
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Concepto de equilibrio rotacional
El concepto de equilibrio rotacional es el equivalente de la primera ley de Newton para un sistema en rotación. Un objeto que no está girando continúa sin rotar a menos que una torca externa actúe sobre él. Del mismo modo, un objeto que gira a velocidad angular constante continúa rotando a menos que una torca externa actúe sobre él.
Es especialmente útil en problemas que involucran múltiples torcas que actúan en un objeto giratorio. En este caso, lo que es importante es la torca neta. Si esta es cero entonces el sistema estará en equilibrio rotacional y no podrá tener aceleración angular.
El equilibrio rotacional ocurre cuando la suma de momentos (o torques) que actúan sobre el cuerpo es igual a cero.
Cuando un cuerpo está en equilibrio rotacional significa que su velocidad angular es nula o constante, por lo tanto, la aceleración angular siempre es cero en este estado.
Se pueden distinguir tipos de equilibrio rotacional:
Equilibrio rotacional estático: cuando el sumatorio de momentos es nulo y la velocidad angular del cuerpo es cero.
Equilibrio rotacional dinámico: cuando el sumatorio de momentos es nulo y la velocidad angular del cuerpo es constante (diferente de cero).
Segunda condición de equilibrio
Cuando un cuerpo está en equilibrio rotacional, se dice que se cumple la segunda condición de equilibrio. De modo que la segunda condición de equilibrio se verifica cuando la suma de momentos (o torques) de un sistema da como resultado cero. Ten en cuenta que no se deben sumar los módulos de los momentos de las fuerzas sino que se deben sumar los momentos vectorialmente, por lo que el sumatorio de momentos debe ser nulo para cada eje.
MATERIAL DE APOYO
ACTIVIDADES
Ejercicio 1:
Considera la rueda que se muestra en la Figura 3 en la que actúan dos fuerzas. ¿Qué magnitud de la fuerza F2 será necesaria para que la rueda esté en equilibrio rotacional?
Ejercicio 2:
Un motor de gasolina que produce una torca de 150 Nm a una velocidad de giro de 300 rad/s se utiliza para manejar un cabrestante y levantar un peso tal como se muestra en la Figura 6. El tambor del cabrestante tiene un radio de 0.25 m y se maneja desde el motor a través de una reducción en la velocidad de engranaje de 1:50. ¿Qué masa se podría levantar con esta configuración? (Supón que el cabrestante está en equilibrio rotacional, es decir, que la masa viaja hacia arriba a velocidad constante).
COMENTARIO
El concepto de equilibrio rotacional en la física médica es fascinante y fundamental en la comprensión de cómo los objetos giran y se mantienen en equilibrio. Personalmente, encuentro que el equilibrio rotacional es un tema interesante ya que revela cómo las fuerzas y las distancias desde un punto específico afectan la estabilidad de un objeto en rotación. El equilibrio rotacional se basa en el principio de que la suma de los momentos o torques alrededor de un punto de referencia debe ser igual a cero para que un objeto gire en equilibrio y en el estudio del cuerpo humano y su movimiento, el equilibrio rotacional es crucial. Permite entender cómo nuestros músculos, huesos y articulaciones trabajan juntos para mantener el equilibrio al caminar, correr o realizar otras actividades físicas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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