lunes, 7 de diciembre de 2015

El momento angular de un sólido rígido



El momento angular de un sólido rígido caracteriza su estado de rotación. Su expresión viene dada por:
L→=I·ω→
Donde:
  • L→ : Momento angular del sólido rígido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el kg·m2·s-1. Nos restringimos al caso de que el eje de referencia sea un eje principal
  • I : Momento de inercia del sólido. Representa un factor de oposición a los cambios en el estado de rotación del cuerpo. Depende de la masa del sólido y de la distribución de dicha masa con respecto al eje de rotación elegido. Aunque en general existen infinitos momentos de inercia posibles, tanto como ejes de rotación se puedan elegir, su expresión, para el caso del sólido rígido discreto, es: I=∑i=1nmi·ri2 . Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el kg·m2
  • ω→ : Velocidad angular del sólido rígido. Es un vector axial (se asigna dirección ysentido por convenio). Su dirección es perpendicular al plano de giro y su sentido viene dado por la regla de la mano derecha. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el radián por segundo ( rad/s ). 
Ejemplo:



Enunciado

¿Cuál sería el período de rotación del Sol si colapsara formando una enana blanca de 4000 km de radio, sin variación apreciable de masa?
Datos: Radio solar: 695.800 km ; Período de rotación: 25.4 días ; Momento de inercia de la esfera maciza I=2mr25
 


Solución

Datos
  • Radio solar Rs = 695800 km = 6.958·108 m 
  • Radio del Sol como enana blanca Re = 4000 km = 4·106 m
  • Período de rotación inicial T1 = 25.4 días = 25.4·24·60·60 = 2194560 s
Resolución
Puesto que se nos dice que no hay variación de masa y no existen en el proceso momentos de fuerza externos, el momento angular debe mantenerse constante antes y después de la conversión, es decir:









No hay comentarios:

Publicar un comentario