Tema 1 (Ampliación de Física): Cinemática plana del sólido rígido

En este tema veremos la cinemática plana de un sólido rígido. Primero definimos un solido rígido como aquel cuerpo en el que la separación entre dos puntos cualesquiera es fija e independiente del tiempo. Si las distancias entre dos puntos cualesquiera son fijas, también lo serán los ángulos determinados por toda tripleta de puntos A, B y C.

En la cinemática de la partícula, para describir completamente el movimiento, basta con conocer en cada instante su situación, es decir, las coordenadas del unto donde se encuentra la partícula. Sin embargo, en la cinemática del sólido rígido, la descripción completa de su movimiento exige que se den la posición y la orientación del cuerpo. Es este caso intervienen magnitudes lineales como angulares.

Existen cinco tipos generales de movimiento de un sólido rígido: traslación, rotación alrededor de un eje fijo, movimiento plano general, rotación en torno a un punto fijo y movimiento general.

(a) Traslación: La orientación de todo segmento rectilíneo del sólido rígido se mantiene constante durante el movimiento. Todos los puntos del cuerpo rígido se mueven a lo largo de trayectorias paralelas. Si estas trayectorias son líneas rectas es una traslación rectilínea; si son líneas cuervas, una traslación curvilínea (Figura 2).

(b) Rotación alrededor de un eje fijo: Los puntos del sólido se mueven en planos paralelos a lo largo de círculos centrados sobre el mismo eje fijo. Si este eje, llamado eje de rotación, intersecta al cuerpo, los puntos de dicho eje tienen velocidad cero y aceleración cero.

(c) Movimiento plano general: En un movimiento plano cada punto del sólido permanece en un plano. Como ejemplos se pueden mencionar la traslación coplanaria y la rotación en torno a un eje fijo. Los demás tipos de movimientos planos se denominan movimiento plano general.

(d) Rotación en torno a un punto fijo: Se trata de un movimiento tridimensional en el que un punto de sólido permanece fijo.

(e) Movimiento general: Cualquier movimiento del sólido rígido que no entra en las categorías anteriores se denomina movimiento general.

About Augusto Beléndez

Catedrático de Física Aplicada en el Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal de la Universidad de Alicante. Miembro del Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías (IUFACyT) así como del Grupo de Investigación "Holografía y Procesado Óptico" (GHPO) y del Grupo de Innovación Tecnológica-Educativa "Física, Óptica y Telecomunicaciones" (GITE-FOT). Miembro de la RSEF y SEDOPTICA. Senior member de la OSA y Fellow member del SPIE. ---------- Full Professor of Applied Physics in the Department of Physics, Systems Engineering and Signal Theory at the University of Alicante (Spain). Member of the University Institute of Physics Applied to Sciences and Technologies (IUFACyT) as well as the Research Group "Holography and Optical Processing" (GHPO) and the Technological-Educational Innovation Group "Physics, Optics and Telecommunications" (GITE-FOT). Member of the RSEF and SEDOPTICA. OSA Senior member and SPIE Fellow.
This entry was posted in Ampliación de Física, Asignatura, Grado en Ingeniería Robótica, Temas and tagged , , , . Bookmark the permalink.