Mecanica Aplicada

2. Ginett Aparicio
CI 22117990
Mecánica Aplicada
Extensión Saia, 18 de Abril de 2019

4. Un sistema de referencia está constituido por un origen y tres ejes
perpendiculares entre sí y que pasan por aquél. Los sistemas de referecia
pueden estar en reposo o en movimiento.
Esta constituido por dos:
Sistema de referencia
inercial: es aquél que está
en reposo o se mueve con
velocidad constante (es
decir, no tiene
aceleración).
Sistema de
referencia no
inercial: es aquél
que tiene
aceleración.

5. Sistemas de referencia. El observador O está en reposo. O1 y O2 son inerciales, y O3 es no
inercial.
Los vectores posición,
velocidad y aceleración
de una partícula
tendrán en general
distinto valor
dependiendo del
sistema de referencia
desde el que estén
calculados.
Es interesante disponer de
ecuaciones que relacionen los
valores de dichos vectores
calculados desde distintos sistemas
de referencia, porque de este modo,
una vez calculados con respecto a
uno de ellos y conociendo el
movimiento relativo de ambos
sistemas de referencia, podremos
obtener los vectores medidos por el
segundo.

6. las ecuaciones que relacionan
los vectores de posición,
velocidad y aceleración
medidos desde dos sistemas de
referencia diferentes, cuando
uno de ellos está en reposo y
el otro se mueve con velocidad
constante con respecto al
primero.
Es importante resaltar que en esta situación ambos sistemas de referencia son inerciales.

7. En la figura anterior está representada la trayectoria de una partícula (en azul) y los
dos sistemas de referencia junto con los vectores unitarios que definen los sentidos
positivos de sus ejes. Como puede observarse,
Vector de posición
DERIVVANDO:
Vector velocidad
Donde V es la velocidad de O' con respecto a O.
Derivando de nuevo
Vector aceleración
Como se observa de la última ecuación, todos los sistemas de referencia
inerciales miden la misma aceleración.

8. Según las relaciones del movimiento uniformemente acelerado la distancia recorrida
por O´ en un tiempo t es ahora:
Desglosando el ejercicio anterior tenemos:
Vector posición
Donde A es la aceleración de O' con respecto a O.
Derivando,
Vector velocidad:
Derivando de nuevo obtengo:
Vector velocidad
Es decir, las aceleraciones
mediadas por ambos sistemas no
coinciden.

9. El efecto Coriolis hace que un objeto que se
mueve sobre el radio de un disco en rotación
tienda a acelerarse con respecto a ese disco
según si el movimiento es hacia el eje de giro o
alejándose de éste. Por el mismo principio, en
el caso de una esfera en rotación, el
movimiento de un objeto sobre los meridianos
también presenta este efecto, ya que dicho
movimiento reduce o incrementa la distancia
respecto al eje de giro de la esfera.
Debido a que el objeto sufre una aceleración
desde el punto de vista del observador en
rotación, es como si para éste existiera
una fuerza obre el objeto que lo acelera. A esta
fuerza se le llama fuerza de Coriolis, y no es una
fuerza real en el sentido de que no hay nada que
la produzca. Se trata pues de una fuerza inercial
o ficticia, que se introduce para explicar, desde el
punto de vista del sistema en rotación, la
aceleración del cuerpo, cuyo origen está en
realidad, en el hecho de que el sistema de
observación está rotando.
Este efecto consiste en la existencia
de una aceleración relativa del
cuerpo en dicho sistema en
rotación. Esta aceleración es
siempre perpendicular al eje de
rotación del sistema y a la
velocidad del cuerpo.

10. El efecto Coriolis hace que un objeto
que se mueve sobre el radio de un disco
en rotación tienda a acelerarse con
respecto a ese disco según si el
movimiento es hacia el eje de giro o
alejándose de éste. Por el mismo
principio, en el caso de una esfera en
rotación, el movimiento de un objeto
sobre los meridianos también presenta
este efecto, ya que dicho movimiento
reduce o incrementa la distancia
respecto al eje de giro de la esfera.
Debido a que el objeto sufre una
aceleración desde el punto de vista del
observador en rotación, es como si para
éste existiera una fuerza sobre el objeto
que lo acelera. A esta fuerza se le
llama fuerza de Coriolis, y no es una
fuerza real en el sentido de que no hay
nada que la produzca. Se trata pues de
una fuerza inercial o ficticia, que se
introduce para explicar, desde el punto
de vista del sistema en rotación, la
aceleración del cuerpo, cuyo origen está
en realidad, en el hecho de que el sistema
de observación está rotando.

11. La fuerza de Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un cuerpo está en
movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe su movimiento en
ese referencial. La fuerza de Coriolis es diferente de la fuerza centrífuga. La fuerza
de Coriolis siempre es perpendicular a la dirección del eje de rotación del sistema y
a la dirección del movimiento del cuerpo vista desde el sistema en rotación. La
fuerza de Coriolis tiene dos componentes:
• Una componente
radial, debida a la
componente
tangencial del
movimiento del
cuerpo.
• Una componente
tangencial,
debida a la
componente
radial del
movimiento del
cuerpo.

12. La componente del movimiento del cuerpo paralela al eje de
rotación no engendra fuerza de Coriolis. El valor de la fuerza de
Coriolis es:
Fc=-2m(WxV)
DONDE:
m es la masa del cuerpo.
V es la velocidad del cuerpo en el sistema en rotación .
W es la velocidad angular del sistema en rotación vista desde un sistema
inercial.