Rodadura

Movimiento de rodadura sin deslizamiento como superposición de traslación y rotación.

Idea general del tema

Rodar sin deslizar es una combinación de traslación y giro en la que el punto de contacto con el suelo está instantáneamente en reposo. Eso impone una ligadura simple: la velocidad del centro es v = ωR y la aceleración, a = αR.

El tema introduce la condición, analiza la dinámica del cuerpo que rueda sin deslizar, explica por qué sirve de puente entre traslación, rotación y energía y propone una estrategia para resolver problemas, empezando por decidir el régimen.

Qué vas a comprender de verdad

Al terminar sabrás escribir la ligadura de rodadura, calcular la aceleración de cilindros y esferas que ruedan por un plano y elegir entre ecuaciones de fuerzas y momentos o balance de energía.

También sabrás identificar cuándo la rodadura no es posible y el cuerpo desliza.

Ruta didáctica recomendada

  1. Condición de rodadura sin deslizamiento: relación entre la velocidad del centro, la velocidad angular y el radio, y el punto de contacto en reposo.
  2. Dinámica de la rodadura sin deslizamiento: dinámica de un cuerpo que rueda sin deslizar y ejemplos estándar.
  3. Rodadura como puente entre traslación y rotación: la rodadura como puente entre traslación, rotación y energía.
  4. Estrategia para problemas de rodadura: pasos para resolver problemas: régimen, ligadura, ecuaciones y comprobación.

Criterio físico que debes adquirir

El criterio esencial es que la rodadura sin deslizamiento no disipa energía por rozamiento estático: el rozamiento existe, pero su punto de aplicación no se desplaza. La aceleración de un cuerpo que rueda por un plano depende de su forma a través de I/(mR²), no de su masa ni de su radio.

Conexión con problemas reales

  • ruedas de vehículos y bicicletas.
  • cilindros y esferas en rampas.
  • rodamientos y cojinetes.
  • deportes con bolas.

Objetivo final del tema

El objetivo final es analizar con rigor cualquier problema de rodadura, justificar la ligadura y obtener aceleraciones, fuerzas y velocidades.

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