Problemas de energía cinética de rotación

Cuando vayas a resolver problemas de Física en general y de trabajo y energía en particular, es importante seguir un orden. Acostúmbrate a ser sistemático cuando resuelvas problemas, y verás cómo te da buenos resultados. Merece la pena dedicar un poco de tiempo al análisis previo de un problema antes de empezar a resolverlo.

  • Lee con detenimiento el enunciado del problema.
  • Haz un dibujo de la situación física que se te plantea en el mismo.
  • Apunta en tu cuaderno los datos que se te suministran en el enunciado.
  • Lo primero que debes analizar cuando vayas a resolver un problema por energías es si se conserva o no la energía mecánica (cinética + potencial) en la situación que se plantea en el problema.

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La ecuación básica que tendrás que aprender a manejar para resolver este tipo de problemas es la siguiente:

Donde EC es la energía cinética del sólido y W el trabajo (con su signo) de cada una de las fuerzas que actúan sobre él. Ten en cuenta que un sólido puede tener energía cinética de rotación (si está rotando), de traslación (si su centro de masas se desplaza) o ambas.

Después, dependiendo de si las fuerzas son conservativas o no, el trabajo que aparece en el segundo miembro podrá escribirse en términos de la variación de la energía potencial del centro de masas del sólido.

Cuando un sólido rueda sin deslizar sobre él actúa una fuerza de rozamiento que no hace trabajo. Por tanto su energía mecánica se conservará (el trabajo de la fuerza de rozamiento es cero) y se cumplirá la condición de rodadura:

Esta condición te permitirá eliminar una incógnita en la ecuación resultante de aplicar la conservación de la energía.

  • Deberás elegir un origen de alturas para calcular la energía potencial gravitatoria. Para un sólido se toma la altura a la que se encuentra su centro de masas con respecto a dicho origen.
  • No olvides incluir las unidades en tus resultados.
  • Revisa el problema y comprueba que los resultados que has obtenido tienen sentido.

En las páginas siguientes encontrarás problemas resueltos de energía de rotación. Intenta hacerlos tú antes de mirar la resolución.

La página Problemas de energía cinética de rotación ha sido originalmente publicada en YouPhysics