5.11.4.4 Movimiento Rotacional y Momento Angular (16 horas) [Habilidades AG-C07]

Referencias Bibliográficas: [Serway and Jewett, 2018,Kleppner and Kolenkow, 2013]

Temas

1. Cinemática rotacional incluyendo desplazamiento angular, velocidad y aceleración ( $\theta, \omega, \alpha$)
2. Definición de torque: $\vec{\tau} = \vec{r} \times \vec{F}$ y el cálculo de su magnitud
3. Momento angular de una partícula: $\vec{L} = \vec{r} \times \vec{p}$
4. Forma rotacional de la segunda ley de Newton: $\vec{\tau}_{net} = \frac{d\vec{L}}{dt}$
5. Momento de inercia $I = \sum m_i r_i^2$ y el teorema de los ejes paralelos
6. Energía cinética rotacional: $K_{rot} = \frac{1}{2}I\omega^2$
7. Conservación del momento angular para sistemas aislados
8. Movimiento giroscópico y el fenómeno de la precesión
9. Dinámica de rodadura sin deslizamiento: $v_{CM} = R\omega$

10. El efecto Coriolis como manifestación de la dinámica rotacional en marcos no inerciales

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Relacionar las magnitudes cinemáticas lineales y angulares para el movimiento circular [Usar]
2. Calcular el torque respecto a un eje dado para una fuerza aplicada en un punto específico [Usar]
3. Determinar el momento de inercia para geometrías simples como una varilla, un aro, un disco o una esfera [Usar]
4. Aplicar la conservación del momento angular para analizar cambios en la velocidad de rotación cuando cambia el momento de inercia [Evaluar]
5. Calcular la energía cinética rotacional de un cuerpo rígido en rotación [Usar]
6. Analizar el movimiento de objetos que ruedan sin deslizar por un plano inclinado [Evaluar]
7. Predecir la dirección de la precesión para una peonza o un giroscopio en rotación [Evaluar]

8. Explicar el efecto Coriolis en términos de marcos de referencia rotatorios y su efecto sobre los proyectiles [Familiarizarse]