Divulgación Duda básica de dinámica del sólido rígido

[gsus]

Hola a todos.

Mi duda es la siguiente: si sobre un sólido rígido se ejerce una única fuerza en un punto cualquiera, cuya dirección no atraviesa el centro de masas (o centro de gravedad)... el sólido, ¿únicamente se traslada o también rota?

puede suponerse que la fuerza se aplica sólo durante un breve periodo de tiempo y sin cambiar su dirección y sentido respecto al observador.

Yo diría que si no existe ninguna otra fuerza sobre el sólido, sólo debería trasladarse. ¿que pensáis?

Muchas gracias.

[skynet]

Re: Duda básica de dinámica del sólido rígido

tambien rotará,

debes de tomar el momento de la fuerza respecto al centro de masa y tendrás: $\tau=I\alpha$

donde $\alpha$ es la aceleracion angular que produce esa fuerza

el eje de giro pasará por el centro de masas y será perpendicular (normal) a la fuerza aplicada

[gsus]

Re: Duda básica de dinámica del sólido rígido

Muchas gracias, parece razonable tu respuesta

Sin embargo, ¿no es necesario un par de fuerzas para que se produzca giro? O con un par de fuerzas se produce giro respecto a un punto que puede ser distinto del centro de masas?

[skynet]

Re: Duda básica de dinámica del sólido rígido

Sin embargo, ¿no es necesario un par de fuerzas para que se produzca giro?

no, toda fuerza produce un momento respecto al centro de masa y por lo tanto giro, a menos de que la fuerza pase por el centro de masas y por lo tanto el momento producido sea igual a cero

el par de fuerzas produce dos momentos y la resultante de esos momentos es lo que determina el giro y este es siempre respecto al cdm.

respecto al giro que aparentemente no se produce respecto al cdm.....todo movimiento de un solido rígido puede ser modelizado como un giro respecto al cdm mas una traslacion, de modo que el giro es siempre respecto al cdm.

[gsus]

Re: Duda básica de dinámica del sólido rígido

Muchas gracias Supernena.

Ya lo veo más claro. Aun así le seguiré dando una vuelta.

[felmon38]

Re: Duda básica de dinámica del sólido rígido

Para mi es imposible intentar entender intuitivamente el movimiento 3D de un solido rígido sometido o no a fuerzas exteriores, por la complejidad del problema. Para verlo voy a aplicar las ecuaciones de Newton Euler en el caso sencillo que planteas, Gsus.

f = m.a_G (1)

$\tau$_G =I_G.$\alpha$ +wx(I_G.w). (2)

(Todos los símbolos griegos son vectores y deberían ir en negrita pero no he sabido ponerlos así)

Si la resultante de las fuerzas exteriores es constante, el movimiento de G es parabólico dependiendo de las condiciones iniciales, de acuerdo con (1). Este resultado si se podría haber previsto.

El momento de las fuerzas exteriores respecto de G, $\tau$_G, no tiene por que ser constante. Para conocer el movimiento hay que tener en cuenta las condiciones iniciales, y resolver, en general numéricamente, la ecuación diferencial no lineal de segundo grado (2). Aún en el caso en el que no existiesen fuerzas exteriores, yo no puedo intuir el vector velocidad de rotación en un caso general de condiciones iniciales