Ecuaciones de la rotación
J. Güémez
- Publicado en el número de abril-junio de 2014
- Rev. Esp. Fís. 28(2), 13–15 (2014)
Resumen
Se comparan las ecuaciones de la traslación del centro de masas de un cuerpo extenso con las de su rotación alrededor de un eje: aceleración, velocidad y desplazamiento lineales frente a angulares, y la segunda ley de Newton y la ecuación del centro de masas frente a la ecuación de Poinsot-Euler y la ecuación de la energía cinética de rotación. Se subraya que esta última no es una ecuación de la energía, pues puede haber momentos de fuerza que no realicen trabajo. Se analizan dos ejemplos. En el primero, una peonza que se pone a girar tirando de dos cuerdas y se frena con unas zapatas, el primer principio de la termodinámica permite calcular el calor disipado y el aumento de entropía del universo. En el segundo, un molinete térmico que gira impulsado por el aire caliente de unas velas, la energía cinética de rotación de la turbina y la del aire proceden de la disminución de la función de Gibbs en la combustión de la parafina.
El artículo no incluye resumen; este se ha redactado para esta web a partir de su texto.
Abstract
The equations for the translation of the centre of mass of an extended body are compared with those for its rotation about an axis: linear versus angular acceleration, velocity and displacement, and Newton’s second law and the centre-of-mass equation versus the Poinsot–Euler equation and the rotational kinetic energy equation. It is stressed that the latter is not an energy equation, since there may be torques that do no work. Two examples are analysed. In the first, a top set spinning by pulling two strings and then braked by friction pads, the first law of thermodynamics gives the heat dissipated and the increase in the entropy of the universe. In the second, a thermal pinwheel driven by the hot air rising from candles, the rotational kinetic energy of the turbine and the kinetic energy of the air come from the decrease of the Gibbs function in the combustion of the paraffin.
English translation of the summary above.
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Cómo citarlo: J. Güémez, «Ecuaciones de la rotación», Rev. Esp. Fís. 28(2), 13–15 (2014). El artículo completo pertenece a la revista que lo publica; aquí solo se muestran su primera página y su resumen.
Doctor en Física y Profesor Titular de Termodinámica Grado en Física, en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Cantabria
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DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA