Si está familiarizado con la segunda ley de Newton, sabrá que las fuerzas producen aceleraciones. En términos de movimiento lineal, esto significa que aplicar una fuerza constante a una partícula producirá una aceleración constante. En este mundo de movimiento lineal, la cantidad vectorial relevante para la velocidad es la velocidad. La velocidad lineal, como sabrá, es simplemente idéntica a la velocidad, excepto por el hecho de que tiene dirección.
Entonces, en el mundo lineal , la aplicación de una fuerza constante producirá una aceleración que aumentará la velocidad linealmente con el tiempo (suponiendo que la fuerza sea constante). Según la primera ley de Newton, también, un objeto que ya tiene una velocidad, seguirá moviéndose a esa velocidad, sin ninguna intervención.
Cambiemos de marcha, ahora, al mundo rotacional. En el movimiento de rotación, el análogo más cercano a la velocidad lineal es la velocidad angular, que es simplemente la velocidad a la que gira un objeto. Si un objeto gira a una velocidad constante, tiene una velocidad angular constante. La velocidad angular también tiene una dirección, pero los detalles son un poco confusos y no son realmente relevantes en este momento, así que sigamos adelante.
Para hacer más comparaciones entre el movimiento lineal y el movimiento de rotación, para aumentar la velocidad angular, lo que necesitamos es un par. Un par es como una fuerza en el mundo angular. Imagine una rueda unida a una bicicleta (la bicicleta está suspendida para que la rueda pueda girar libremente). Para que esta rueda se mueva, podemos presionar el neumático de goma o uno de los radios metálicos. De cualquier manera, pondremos la rueda en movimiento.
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Será más fácil (tomar menos esfuerzo) hacer que la rueda se mueva a 1 RPM presionando el neumático de lo que sería presionar uno de los radios. Esto se debe a que la distancia desde el punto de acción del neumático al eje es mayor que la distancia desde el punto de acción de los radios al eje. Para producir el mismo par, una mayor distancia axial requiere una mayor fuerza. Si necesita convencerse de esto, esta ecuación es cierta para el movimiento plano:
[matemáticas] \ tau = rF [/ matemáticas]
que se puede escribir como
[matemáticas] \ frac {\ tau} {r} = F [/ matemáticas].
A medida que disminuye [matemática] r [/ matemática], entonces, para mantener la misma [matemática] \ tau [/ matemática], debe tener mayor y mayor [matemática] F [/ matemática].
No importa cómo se apliquen estos pares (desde los radios o los neumáticos), matemáticamente afectan la velocidad angular ([matemática] \ omega [/ matemática]) de la misma manera. Un par positivo constante producirá una velocidad angular creciente, mientras que un par cero no producirá ningún cambio en la velocidad angular.
Para reformular y replantear de una manera que sea fácil de comparar con lo que dijimos antes, en el mundo angular , la aplicación de un par constante producirá una aceleración angular que aumentará la velocidad angular linealmente con el tiempo (suponiendo que el par sea constante). También según la primera ley de Newton, un objeto que ya tiene una velocidad angular, seguirá moviéndose a esa velocidad angular, sin ninguna intervención.
Por lo tanto, puede parecer demasiado simple, pero la respuesta a su pregunta es: simplemente no aplique ningún par. Si un objeto gira, no necesita ningún tipo de intervención para seguir girando a la misma velocidad.
Por supuesto, a veces la naturaleza interviene para nosotros de una manera que no deseamos, como por fricción en los rodamientos o resistencia al aire o lo que sea que tenga. En ese caso, cuando el objeto comienza a perder velocidad angular, simplemente aplique un breve par positivo. Si sobrepasa, o si otra fuerza externa (por ejemplo, el viento) comienza a causar que la velocidad angular sea mayor que su objetivo, aplique un breve par negativo.
Por supuesto, la manera y el momento en que se pueden aplicar estos pares pueden ser muy complicados, ya que es un campo de estudio completo, llamado control (o control automático ).