¿Gira el centro de un círculo giratorio?

Mientras escribo esto, tenemos tres respuestas distintas a la mía, dos de las cuales dicen “no”. Con el debido respeto, esas dos respuestas son incorrectas para la mayoría de los propósitos prácticos.

Un breve comentario que probablemente aburrirá o confundirá a la mayoría de las personas, siéntase libre de omitir esto …

  • Cuando se trata del cálculo de movimientos, uno tiende a mirar las cosas en un marco “espacial” (euleriano) o “material” (lagrangiano). Reconozco que muchas personas que leen esto no entenderán lo que quiero decir, y me disculpo. Pero si alguien quiere argumentar “no” como respuesta, sugeriría que primero entendieran mejor esta distinción, porque las únicas respuestas que pueden generar un “no” legítimo se basan en marcos eulerianos o marcos lagrangianos en los que nodal individual las rotaciones se eliminan con fines computacionales (por lo que en realidad representan una simplificación de la realidad en lugar de algo “real”)

Volver a “hablar normal”:

Tomemos el caso de un disco giratorio como nuestro “círculo giratorio”. ¿Qué consideramos como el “centro” de este círculo? Sugeriría que la mayoría de las personas pondrían un “punto” en el disco y definirían esto como el centro. Si está de acuerdo con esto, entonces está (lo sepa o no) operando desde un marco “material” (lagrangiano): cualquier punto del disco se define como nuestro “punto” sobre el que estamos preguntando. Si nuestro disco giratorio se mueve como un cuerpo rígido (en otras palabras, se mueve como un cuerpo completo, en lugar de doblarse, torcerse, etc.), cada partícula en ese cuerpo mantiene una combinación de rotación + traslación de tal manera que: desde el punto de vista de la mecánica aplicada, generalmente se clasificaría el movimiento de todo el cuerpo desde el punto central. Se podría definir la traslación más la rotación de ese punto central y, a partir de ahí, se podrían extrapolar los movimientos de cualquier otro punto en ese mismo cuerpo rígido (en función de la distancia al punto central). De modo que ese “centro del círculo rotativo” ciertamente experimenta ROTACIÓN. En el caso específico de un disco giratorio rígido que gira sobre su propio eje, el único movimiento del cuerpo rígido es la rotación sobre su propio eje. Cuando uno se acerca al centro del disco, ese punto en sí tiene traslación cero y rotación cero alrededor de dos ejes. Pero tiene un componente rotacional sobre el eje de rotación. Todos los demás puntos (si se supone rígido) pueden calcularse como una combinación de esa rotación más las traslaciones en el plano que provienen de la rotación central.

Hay algunas maneras en que uno podría decir “no”, pero yo diría que tienen que ver con la mecánica numérica de nivel superior, en lugar de cualquier cosa que se aproxime a la “física de la vida cotidiana”. Desde un punto de vista físico, si definí el centro de un círculo giratorio como el punto en el material en sí mismo, ciertamente gira como cualquier otro punto.

No. Cada parte del cuerpo giratorio está en movimiento de rotación, excepto el centro (es decir, pasando por el eje de rotación). Pero cuando el cuerpo gira a lo largo de un eje que no es su centro, entonces el punto del eje no gira, pero el centro del cuerpo gira. Cuando el cuerpo rueda a lo largo de un plano, la partícula en el eje de rotación está en movimiento de traslación, no en movimiento de rotación.

Buena pregunta. Técnicamente no.

Esto se debe a que el centro de un círculo es un punto. La única propiedad que posee un punto es su posición. Por lo tanto, no tiene velocidad angular. Cuando gira un círculo sobre dicho punto, el punto en sí no se mueve. Por lo tanto, como no tiene velocidad angular, no gira.

El centro de un círculo debe tratarse como poseedor tanto de posición como de orientación y no simplemente como un punto.

La orientación del centro sí gira junto con el resto del círculo.

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