¿Cuál es el momento de inercia?

Un momento de inercia se refiere a la fuerza necesaria para hacer que un objeto giratorio cambie de velocidad. Todos los objetos rotativos tienen un eje o un punto alrededor del cual rotan. Algunos objetos requieren más fuerza para cambiar la velocidad de esta rotación que otros. Aquellos que cambiarán su velocidad de rotación fácilmente tienen un momento de inercia bajo, mientras que aquellos que son difíciles de cambiar tienen uno alto.

Este concepto fue introducido por primera vez por el matemático y físico suizo Leonhard Euler en 1730. Publicó su teoría en el libro titulado Theoria Motus Corporum Solidorum Seu Rigidorum o Theory of the Motion of Solid or Rigid Bodies . La fórmula utilizada para calcularlo es I = km r2 , en la que I es igual al momento de inercia, k es igual a la constante de inercia que depende de la forma del objeto, m es igual a la masa, y r es igual a la distancia entre el eje y la masa rotacional . Para cuerpos con una forma incómoda y sin constante aparente, una serie de experimentos puede ayudar a determinar la velocidad.

Un ejemplo común es pensar en un patinador sobre hielo que está girando. Cuando la patinadora comienza a dar vueltas, estira los brazos y retrocede y se aleja de su cuerpo para crear una vuelta lenta. Cuando llega al final del giro, mete los brazos y aprieta su cuerpo, haciendo que gire mucho más rápido. Ella ha consolidado su masa más cerca del eje, redujo su momento de inercia y redujo el esfuerzo necesario para girar rápidamente. Sin cambio de fuerza, puede acelerar su velocidad de rotación.

Hay muchas aplicaciones prácticas para esta medición. Los fabricantes de automóviles lo estudian cuidadosamente para determinar qué tan rápido un automóvil girará fuera de control. El objetivo es crear un momento elevado para que sea menos probable que el automóvil pierda el control en un giro.

Muchos deportes también usan el concepto, con el golf, el béisbol y el buceo encabezando la lista. Los buzos están preocupados por los ángulos que pueden usar para crear el momento más bajo y el giro más rápido para completar el movimiento y entrar sin problemas al agua. Tanto los jugadores de béisbol como los golfistas trabajan para crear un swing suave y efectivo, para golpear la pelota con los ángulos correctos y la fuerza necesaria para que vuele lejos sin un uso excesivo de músculos.