Ac el er aci óndeCor i ol i s
Elsegundot ér mi noqueapar eceenl aexpr esi onquer el aci onal as acel er aci ones medi das por dos obser vador es en movi mi ent o r el at i voder ot aci ónuni f or meesl aacel er aci ónde Cor i ol i s.
Laacel er aci óndeCor i ol i sdependedel avel oci dadangul ardel a Ti er r ay , como mo vamo mos a ver , pr oduce una desvi aci ón en el movi mi ent o de una par t í cul a que se mueve con vel oci dad v'con r espect oalsi st emader ef er enci aenr ot aci ónO’si t uadosobr esu super fici e.
Movi mi ent oder ot aci óndel aTi er r avi st odesdeunobser vadorenr eposo( i zqui er da) ,unobser vador enelhemi sf er i onor t eyunobser vadorenelhemi sf er i osur( der echa) .
Par al os obser vador es no i ner ci al es O’elv ect orω apunt a en sent i dos di f er ent es dependi endo del hemi sf er i o en que se
encuent r en. Est e hecho va a pr ovocar que el ef ect o de l a acel er aci óndeCor i ol i sseadi f er ent eencadahemi sf er i o. Vamosaanal i zarcómoper ci beunobser vadorencadahemi sf er i o elmovi mi ent odeunapar t í cul aquet i enevel oci dad v' .
Movi mi ent odeunapar t í cul avi st odesdeelhemi sf er i oNor t e( i zqui er da) ,ydesdeelhemi sf er i osur (derecha).
Sil aTi er r aest uvi er aenr eposo,l apar t í cul asemover í aenl í nea r ect aconvel oci dadv' .Per ocomoest ár ot ando,desdeelpunt ode vi st a de l os obser vador es t er r est r es l a par t í cul at i ene una acel er aci ón ( l a de Cor i ol i s) que desví al at r ayect or i a haci al a . de r e chae le lhe mi s f e r i oNor t eyha ci al ai z qui e r dae ne lSur
Es i mpor t ant er ecal carque no exi st e un agent e ext er no que pr oduzca est a desvi aci ón.Es consecuenci a úni cament e del . movi mi ent odelobser vador Unef ect odel aacel er aci óndeCor i ol i seselsent i dodegi r odel os hur acanes,di st i nt o en cada hemi sf er i o.Sil a Ti er r a est uvi er a en r eposo,l asmasasdeai r esedi r i gi r í anr adi al ment ehaci aelcent r o
debaj aspr esi ones( l í neaspunt eadasennegr oenl apar t ei nf er i or del asi gui ent efigur a) .
Vi st adeunhur acánenamboshemi sf er i os.Enelhemi sf er i oNort egi r aensent i doant i hor ar i oyenel hemi sf er i oSurensent i dohor ari o.
Debi doal aacel er aci óndeCor i ol i s,l asmasasdeai r esedesví an haci al ader echaenelhemi sf er i oNor t eyhaci al ai zqui er daenel hemi sf er i oSur ,porl oqueelsent i dodegi r odel oshur acaneses opuest oencadahemi sf er i o. Ot r o ef ect o del a acel er aci ónde Cor i ol i seselgi r o delpl ano de osci l aci ón de un péndul o.Est e hecho si r vi ó par a demost r arl a r ot aci ón t er r est r e en 1851 porLéon Foucaul t .Una i l ust r aci ón del
péndul oconst r ui doporFoucaul tseencuent r aenl apági nadei ni ci o deest ecur so.
Aquíl esdej oelbancodepr egunt aspar ael2ºpar ci al ,l aspr egunt as sondelmer i am 3ºedi ci ón: 5.45 5.53 5.55 5.87 5.90 5.115 5.117 5.137 5.143 5.173 Deest oselpr of esorescoger á3o4.
Elcuer po r í gi do esun model oi dealque se ut i l i za par ar eal i zar est udi osdeci nemát i caydemecáni ca.Si nembar go,enl apr áct i ca, t odosl oscuer possedef or man,aunqueseadef or mamí ni ma,alser somet i dos alef ect o de una f uer za ext er na.Por l ot ant o,l as máqui nasyl asest r uct ur asr eal esnuncapuedenserconsi der adas absol ut ament er í gi das.
Lee t odoen:Defini ci ón de cuer po r í gi do -Qué es,Si gni ficado y Concept oht t p: / / defini ci on. de/ cuer por i gi do/ #i xzz3dR7Zj WOj
Un cuer po r í gi do se puede defini rcomo aquelque no suf r e def or maci onesporef ect odef uer zasext er nas,esdeci runsi st ema de par t í cul as cuyas posi ci ones r el at i vas no cambi an.Un cuer po r í gi doesunai deal i zaci ón,queseempl eapar aef ect osdeest udi os de ci nemát i ca,ya que est ar ama de l a mecáni ca,úni cament e est udi al osobj et osynol asf uer zasext er i or esqueact úansobr ede el l os.
Rot aci onpur a:Rot aci óneselmovi mi ent odecambi odeor i ent aci ón deunsól i doext ensodef or maque,dadounpunt ocual qui er adel mi smo,est e per manece a una di st anci a const ant e delej e de r o t a c i ó n .
Tr asl aci ónpur a:Enf í si ca,l at r asl aci ónesunmovi mi ent oenelcual se modi fica l a posi ci ón de un obj et o,en cont r aposi ci ón a una r o t a c i ó n .
Posi ci ón angul ar :La posi ci on angul arse puede defini rcomo l a ubi caci ondel apar t i cul aocuer poencuest i onconr espect oalpunt o or i genoej eder ot aci ondeunsi st emaci r cul ar .
Vel oci dadangul ar :Lavel oci dadangul aresl ar api dezconl aque var í aelángul oenelt i empoysemi deenr adi anes/segundos. ( 2p[ r adi anes]=360° )
Porl ot ant osielángul oesde360gr ados( unavuel t a)yser eal i za porej empl oenunsegundo,l avel oci dadangul ares:2p[ r ad/s] .
Sisedandosvuel t asen 1segundo l avel oci dadangul ares4p [ r ad/s] .
Sisedamedi avuel t aen2segundoses1/ 2p[ r ad/s] .
Lavel oci dadangul arsecal cul acomol avar i aci óndelángul osobr e l avar i aci óndelt i empo.
Acel er aci ón angul ar :Se define l a acel er aci ón angul arcomo el cambi oqueexper i ment al avel oci dadangul arporuni daddet i empo. Se denot a porl al et r a gr i ega al f a a.Ali gualque l a vel oci dad angul ar ,l aacel er aci ónangul art i enecar áct ervect or i al .
Seexpr esaenr adi anesporsegundoalcuadr ado,os2,yaqueel r adi ánesadi mensi onal .
Laacel er aci ónangul ar ,ali gualquel aacel er aci ónl i neal ,t i enedos component es:l at angenci alyl anor mal
Lavel oci daddeunpunt odent r odeuncuer por i gi do,enf unci onde l avel oci dadangul arest adadapor :
V=?r,donde?esl avel oci dadangul aryrl adi st anci ar adi aldelej e der ot aci onalpunt odelcuer po.
Vect or i al ment e,l ar el aci onsedapormedi odel aecuaci ón:
V=?Xr,expr esandol oenelpr oduct ovect or i alusual .
Alcompr enderest osconcept os,sepuedecompr enderelsi gui ent e pasoqueesl aci net i cadelcuer por i gi do,queyai nvol ucr af uer zas quegener anmovi mi ent oangul arypl anogener al .
Movi mi ent or el at i vo.
Supongamoselsi gui nt eesquema.Unmar coder ef er enci afij oyot r o movi lenuncuer poa.
Cadapar t i cul aA,Bt i eneunvect ordeposi ci óndefini docomoRay Rb,porl al eydelpar al el ogr amo
Rb=Ra+( Ra/ b) ,est eul t i mot er mi no,R( a/ b)r epr esent al avel oci dad r el at i vadebr espect odea,escomosiaest uvi er aqui et oybse movi er ar espect oael .
Ahor a unos pequeños ej empl os de est os concept os par a r eafir mar l osunpoco.
1. Suponga que en eldi agr ama una got a de agua dent r ode l a cent r i f ugador a,est aapunt odedej ar l a,det er mi nel avel oci dadaal a queest asomet i dal agot aant esdedej arl acent r i f ugador a.Sil a vel oci dadangul aresde90r evol uci onespormi nut o.
Dondeelr adi oesr =20( cm)
Resol uci ón. :
Set r ansf or manl as90r evol uci onespormi nut oar ad/ s
90( r ev/ mi n) =3( 3. 1416) ( r ad/ s).
Lavel oci dadest adadapor:
V=?r .sust i t uyendoyvelangul ar .
V=1. 88( m/ s)
Ej empl o 2:l a bar r a ab gi r a con una vel oci dad angul arde 30 r evol uci ones por mi nut o,det er mi ne l a vel oci dad r el at i va de a r espect odeb
a
2( f t )
3( f t )
B
Resol uci on:
Lavel oci dadl i nealdelext r emoaest adadaporV=?r
Tr ansf or mandol asr evol uci onespormi nut oysust i t uyendor =5( f t ) ,ya queasemuever el at i voab,r esul t a
V=15. 71( f t / s) .
Par amasej er ci ci osr esuel t os,consul t rl apagi na:
ht t p: / / dcb. fic. unam. mx/ Coor di naci onesAcademi cas/ Ci enci asApl i cadas/ Ci nemat i caDi nami ca/
bi bl i ogr af í a:
Tí t ul oLi br o:I NGENI ERI AMECANI CADI NAMI CA Aut or :HI BBELER,R. C. Edi t or :AGLI
Géner o:I ngeni er Ãa.Est udi osyEnsayos
Ser i edeej er ci ci osr esuel t ospar ai ngeni er os( di nami ca)
Fac,i ng,UNAM,20091.
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