Velocidad angular

Para entender la velocidad angular, hay que entender qué es la rotación. Para ayudarte a entenderlo, consideremos un molino de viento. Un molino de viento es un cuerpo rígido que gira alrededor de un eje fijo. Un molino de viento presenta un movimiento de rotación cuando las aspas del molino giran alrededor de un eje que pasa por el rotor. La velocidad asociada a los cuerpos rígidos cuando giran alrededor de un eje fijo se llama velocidad angular.

Definición de velocidad angular

En física, definimos la velocidad angular como sigue:

La velocidad angular es la medida vectorial de la tasa de rotación, que se refiere a la rapidez con la que un objeto rota o gira con respecto a otro punto.

En palabras sencillas, la velocidad angular es la tasa de tiempo a la que un objeto rota o gira alrededor de un eje. La velocidad angular se representa con la letra griega omega (ω, a veces Ω). Se mide en ángulos por unidad de tiempo; de ahí que la unidad SI de la velocidad angular sea radianes por segundo. La fórmula dimensional de la velocidad angular es [M0 L0 T-1].

Para un objeto que gira alrededor de un eje, cada punto del objeto tiene la misma velocidad angular. Pero los puntos más alejados del eje de rotación se mueven con una velocidad tangencial diferente a la de los puntos más cercanos al eje de rotación. La velocidad angular también se conoce como velocidad de rotación y vector de frecuencia angular.

Fórmula de la velocidad angular

Dado que la velocidad angular de un objeto es el desplazamiento angular del objeto con respecto al tiempo, la velocidad angular se expresa de la siguiente manera

ω=Θ/t

Donde ω es la velocidad angular, θ es el desplazamiento angular, y t es el cambio en el tiempo t.

Por convención, la velocidad angular positiva indica una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, mientras que la negativa es en el sentido de las agujas del reloj.

Velocidad angular media

La velocidad angular media de un cuerpo rígido en rotación es la relación entre el desplazamiento angular y el intervalo de tiempo.

ωavg=ΔΘ/Δt=Θ2-Θ1/t1-t2

Velocidad angular instantánea

La velocidad angular instantánea se define como el límite de la velocidad angular media a medida que el intervalo de tiempo se aproxima a cero.

ωins=limΔt→0ΔΘ/Δt=dΘ/dt

Cómo encontrar la dirección de la velocidad angular

La dirección de la velocidad angular es difícil de rastrear porque un punto en un objeto que gira cambia constantemente de dirección. El eje del objeto en rotación es el único punto donde el objeto tiene una dirección fija. Con la ayuda del eje de rotación, la dirección de la velocidad angular se determina mediante la Regla de la Mano Derecha.

Regla de la mano derecha

El sentido de la velocidad angular se determina mediante la regla de la mano derecha. Para entenderlo mejor, considere un disco que gira, como se muestra en la siguiente figura. Imagine que un poste pasa por el centro del disco en el eje de rotación. Utilizando la regla de la mano derecha, tu mano derecha estaría agarrando la pértiga de forma que tus cuatro dedos sigan el sentido de la rotación. Además, tu pulgar está apuntando hacia fuera en el eje, perpendicular a tus otros dedos.

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