Diapositiva 1

MOMENTO ANGULAR DE UN PARTCULA Y MOVIMIENTO GIROSCPICOORIANA JIMNEZUTS BARQUISIMETOQUE ES MOVIMIENTO ANGULAR DE UNA PARTCULA? El momento angular o momento cintico es una magnitud fsica importante en todas las teoras fsicas de la mecnica, desde la mecnica clsica a la mecnica cuntica, pasando por la mecnica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que est relacionada con las simetras rotacionales de los sistemas fsicos. Bajo ciertas condiciones de simetra rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservacin conocida como ley de conservacin del momento angular. Todos tenemos nociones intuitivas de Fsica. Por ejemplo, estamos familiarizados con el concepto de masa inerte: el cociente entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleracin que experimenta. No se acelera igual una bola de billar de plstico ligero que una de resina densa (o de las antiguas de marfil) con mucha ms masa, aunque el golpe del taco de billar aplique la misma fuerza. Hay otras nociones de inercia que tambin resultan familiares. Sabemos que una vez puesta en marcha la bola de billar, continuar en movimiento en lnea recta sin aumentar ni disminuir su velocidad a no ser que de nuevo acten fuerzas sobre ella: bien un golpe con las bandas de la mesa de billar, o el rozamiento con el tapete, o el choque con otra bola. Si sobre un cuerpo no actan fuerzas externas, continuar en su estado de movimiento rectilneo uniforme (sin cambiar su velocidad en magnitud ni direccin). Ms tcnicamente, en Fsica decimos que se conserva el 'momento lineal'.

An hay otro tipo de 'inercia' con el que estamos familiarizados, asociado a los objetos que rotan o giran. Cuando una peonza gira sobre s misma sin desplazarse globalmente, sabemos que seguir girando indefinidamente, sin cambiar su eje de rotacin, salvo que acten sobre ellas fuerzas externas, como el rozamiento. Esta 'inercia' que tienen los objetos que giran est asociada a la conservacin del 'momento angular'.

El momento angular es proporcional a la masa que gira, al radio de giro (la distancia al eje de giro de la masa que est girando) al cuadrado, y a la velocidad angular (al nmero de vueltas por segundo). As, un patinador se dota de 'momento angular' cuando consigue ponerse a girar al clavar las cuchillas contra el hielo de la pista (esto proporciona la fuerza externa) y darse impulso manteniendo un punto clavado en la pista, que proporciona el eje del giro. Si estira los brazos, al poner ms masa lejos del eje de giro, la conservacin del momento angular hace que gire ms despacio y, por el contrario, si pega los brazos y las piernas contra el eje de giro (contra su cuerpo), consigue que su velocidad de giro aumente, como consecuencia de que el momento angular se ha de conservar.MOVIMIENTO GIROSCPICO

Los girscopos son objetos muy interesantes debido a que parecen desafiar la gravedad; Adems, en ellos actan diversos fenmenos fsicos a causa de que el eje de rotacin cambia de direccin en todo momento. stas propiedades especiales de los girscopos son muy importantes debido a que se aplican desde una bicicleta hasta en un sistema de navegacin avanzado como puede ser un transbordador espacial .

El mismo, si lo sostenemos con el eje del volante horizontal y se suelta, cuando el volante no esta girando, el extremo libre del eje cae debido a la gravedad. Si el volante gira, se produce un movimiento circular uniforme del eje en un plano horizontal, combinado con la rotacin del volante alrededor del eje. ste movimiento del eje, no intuitivo, se denomina precesin.Para el estudio de este fenmeno se relaciona el momento de torsin neto que acta sobre un cuerpo y la razn a la que cambia el momento angular del cuerpo, dada por la ecuacin:

Cuando el volante gira alrededor de su eje de simetra, Li est a lo largo del eje. Cada cambio del momento angular dL es perpendicular al eje, porque el momento de torsin tambin lo es. Esto hace que cambia la direccin de L, pero no su magnitud. Los cambios dL siempre estn en el plano horizontal x-y, as que el momento angular y el eje del volante con el que se mueve siempre son horizontales. Es decir, el eje no se cae, tiene precesin.Descripcin del efecto giroscpico

Supongamos un girscopo formado por un disco montado sobre un eje horizontal, alrededor del cual el disco gira libremente a gran velocidad, como se observa en la figura de la derecha. Un observador mantiene el eje del fondo con la mano izquierda y el eje de delante con la mano derecha. Si el observador trata de hacer girar el eje hacia la derecha (bajando la mano derecha y subiendo la mano izquierda) sentir un comportamiento muy curioso, ya que el girscopo empuja su mano derecha y tira de su mano izquierda. El observador acaba de sentir el efecto giroscpico. Es una sensacin muy sorprendente porque da la impresin de que el girscopo no se comporta como un objeto normal.

EJERCICIO DE MOMENTO ANGULAR