La energía cinética es energía que un objeto posee debido a su movimiento. Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo. Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento, es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.
La energía cinética traslacional se debe a que el centro de masa de la esfera se mueve con una velocidad v paralela al plano inclinado.
Puesto que la esfera rueda con velocidad angular W y en cada instante gira alrededor de un eje que pasa por su punto de apoyo sobre el plano inclinado, tiene energía cinética rotacional que depende también del momento de inercia I de la esfera. I está dado por
Puesto que la esfera rueda con velocidad angular W y en cada instante gira alrededor de un eje que pasa por su punto de apoyo sobre el plano inclinado, tiene energía cinética rotacional que depende también del momento de inercia I de la esfera. I está dado por
(4) I = 12mr2
El Sistema de Referencia del Centro de Masa (sistema-C) es especialmente útil para describir las colisiones comparado con el Sistema de Referencia del Laboratorio (sistema-L). El centro de masas de un sistema de partículas se mueve como si fuera una partícula de masa igual a la masa total del sistema bajo la acción de la fuerza externa aplicada al sistema.
Para un sistema de dos partículas
La velocidad de la partícula 1 respecto del centro de masas es
La velocidad de la partícula 2 respecto del centro de masas es
En el sistema-C, las dos partículas se mueven en direcciones opuestas.
La relación entre las energías cinéticas medidas en el sistema-L y en el sistema-C es fácil de obtener
El primer término, es la energía cinética relativa al centro de masas. El segundo término, es la energía cinética de una partícula cuya masa sea igual a la del sistema moviéndose con la velocidad del centro de masa. A este último término, se le denomina energía cinética de traslación del sistema.
En un sistema de partículas podemos separar el movimiento del sistema en dos partes:
- el movimiento de traslación con la velocidad del centro de masa
- el movimiento interno relativo al centro de masas.
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