Mecanica (fisica)

MECÁNICA

La mecánica newtoniana estudia el movimiento de partículas y sólidos en un espacio tridimensional, es decir, es la parte de la física que estudia el movimiento.

Se divide en:

• Estática: trata sobre las fuerzas en equilibrio mecánico.

• Cinemática: estudia el movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen.

• Dinámica: estudia los movimientos y las causas que producen dichos movimientos.

Esta mecánica nos sirve para poder estudiar los movimientos de la experiencia diaria, que se producen a una escala macroscópica y a una velocidad muy inferior a la de la luz.

• Estática

Momento angular para mantener el equilibrio

Entre las fuerzas que actúan, una de las más importantes es el llamado "momento angular", o también conocido como momento angular o momento cinético. Es un concepto de física clásica basado en las rotaciones, que son en parte una de las partes de la mecánica menos intuitivas pero que están en todos lados.

Nos permite mantener el equilibrio mientras se está rodando. Aparecen cuando sobre un objeto que gira se realiza una fuerza externa. Las ruedas, al girar, poseen un momento angular, que es un vector cuyo módulo es el producto del momento de inercia de la ruda respecto de su centro, por la velocidad angular de filtro. La dirección del momento angular es perpendicular al plano de la rueda.

El momento angular es una magnitud vectorial proporcional a la masa y a la velocidad angular, vector que describe la rapidez y la dirección de rotación. Cuando las ruedas rotan a una velocidad suficiente, la conservación del momento angular evita la caída ya que genera torques que contrarrestan los producidos por la fuerza de gravedad. Para mantener el equilibrio en la bicicleta necesariamente hay que rodar, hacer girar las ruedas, pues una vez que hay movimiento rotacional existe el momento angular y se manifiesta su tendencia a la conservación. El hecho es que si las ruedas no rotan no hay momento angular y, sin momento angular, no hay equilibrio.

El momento angular permite ni más ni menos que el poder mantener el equilibrio mientras estamos rodando sobre la bicicleta, entre otras cosas. Cuando nos detenemos totalmente queda ya en nuestras habilidades y equilibrio poder mantenernos sobre la bicicleta, pero mientras las ruedas "rueden" esto se hace cada vez menos complicado.

Este momento tiene dos características: magnitud y dirección, considerando como magnitud la fuerza generada por el movimiento giratorio de la rueda, y está relacionada con la velocidad a la que gira y la masa del objeto giratorio. Cuando las ruedas giran a una velocidad considerable para "ganarle" a la fuerza gravitacional, el milagro ocurre y podemos continuar en la bicicleta de manera estable. La dirección del momento angular es dependiente de hacia dónde nos movamos, podríamos impulsarnos en la bicicleta hacia atrás y conservar el momento para mantenernos en equilibrio, el problema ahí es que seguro nos caeremos por no ver hacia dónde vamos.

Centro de masa variable para mantener la estabilidad

Al cambiar su posición corporal respecto al terreno, un ciclista que maneja una bicicleta varía su centro de masa, es decir, varía el punto del espacio en el que se puede considerar concentrada toda su masa corporal. En un terreno horizontal, la fuerza resultante de la gravedad sobre el centro de masa del sistema bicicleta-ciclista es perpendicular al terreno. Sin embargo, en el caso de los ascensos y descensos de la bicicleta, la dirección de esta fuerza cambia: ya no es perpendicular al terreno, manifestándose la componente paralela que empuja al ciclista en dirección de la pendiente, hacia abajo. Por ello el ciclista modifica su posición corporal para variar el centro

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