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1 Momento de Inercia. Momento Angular
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2 OBJETIVOS Al término de la unidad usted debe: 1.Comprender y analizar la inercia de rotación. 2.Comprender momento de inercia. 3.Comprender y analizar el momento angular.
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3 Inercia de Rotación Es la resistencia de un objeto a los cambios en su movimiento de rotación, es decir, los objetos en rotación tienden a permanecer en este estado, mientras que los objetos que no giran tienden a permanecer sin girar.
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4 Inercia de Rotación Si la mayoría de la masa está ubicada muy lejos del centro de rotación, la inercia de rotación será muy alta y costará hacerlo girar o detener su rotación.
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5 Inercia de Rotación Si la masa está cerca del centro de rotación de un determinado objeto, la inercia será menor y será más fácil hacerlo girar. Eje de giro
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6 Momento de Inercia (I) Es la forma en que se distribuye la masa en torno al eje de giro. Por ejemplo, para una misma varilla que gira en torno a dos ejes distintos, los momentos de inercia también son distintos.
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7 Momento de Inercia de algunos objetos de masa m que giran torno a los ejes indicados
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8 Momento de Inercia Cualquier cilindro sólido rueda por una pendiente inclinada con más aceleración que cualquier otro cilindro hueco, sin importar su masa o su radio. Un cilindro hueco tiene más resistencia al giro por unidad de masa que un cilindro sólido.
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9 GUÍA Nº 2, EJERCICIO Nº 11 Una gimnasta al realizar un salto mortal adopta una posición fetal. De acuerdo con lo anterior podemos afirmar que A) al momento de inercia permanece constante. B) la velocidad angular desminuye a la mitad. C) el momento angular es constante. D) la velocidad angular permanece constante. E) el momento angular se duplica.
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10 Momento Angular (L) El momento angular o cantidad de movimiento angular es una magnitud que resulta del producto entre el momento de inercia(I) y la velocidad angular ( ) de un cuerpo en rotación. Es un vector que se determina con la regla de la mano derecha y su módulo es L = I · ω Sus unidades Sistema Internacional: kg·m ² /s CGS: g·cm ² /s
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11 Momento Angular (L) Se relaciona con el hecho de que un objeto en rotación persiste en este tipo de movimiento.El momento angular produce una cierta estabilidad de giro en el eje de rotación. Por eso es fácil mantener el equilibrio en una bicicleta en movimiento,ya que al girar las ruedas se produce este fenómeno.
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12 Ejemplo 1 Un cuerpo de momento de inercia I, gira con velocidad angular ω. Si se duplica la velocidad angular y se disminuye a la mitad su momento de inercia, entonces podemos decir que su momento angular. Un cuerpo de momento de inercia I, gira con velocidad angular ω. Si se duplica la velocidad angular y se disminuye a la mitad su momento de inercia, entonces podemos decir que su momento angular. A) se duplica B) disminuye a la mitad C) se mantiene D) se triplica E) se cuadruplica
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13 Momento de fuerza (Torque, ) Es la acción rotatoria que resulta de la aplicación de una fuerza perpendicular a cierta distancia del eje de rotación de un cuerpo. = F·d El torque sirve para que un cuerpo inicie o modifique su rotación. El torque sirve para que un cuerpo inicie o modifique su rotación.
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14 Conservación del momento angular Cuando un cuerpo se encuentra girando, su momento angular permanece constante a no ser que sobre él actúe un torque externo que lo haga modificar su estado de rotación. Luego si el torque externo es cero, el momento angular final (Lf)Es igual al momento angular inicial(Li). I inicial · ω inicial = I final · ω final
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15 Ejemplo 2 Una rueda de bicicleta girando horizontalmente experimenta una variación en su velocidad angular. Esto significa que pudo variar I. su inercia rotacional. II. su momento angular. III. el torque neto sobre ella. Es o son verdadera(s): A) sólo I B) sólo II C) sólo III D) sólo I y II E) sólo II y III
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16 ¿QUE APRENDÍ? Inercia rotacional. Momento de inercia y su conservación. Comprensión y aplicación del momento angular.
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