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3.4. Inercia y cantidad de movimiento angulares
ОглавлениеLa inercia angular (I), también llamada momento de inercia, no sólo depende de la masa, como sucede en los movimientos lineales, sino también de cómo está distribuida respecto al eje de giro, con un menor o mayor radio de distancia (I = mr2). Se trata del mismo concepto de dificultad para cambiar su estado de reposo o de velocidad constante, pero en el movimiento angular. Por otro lado, todos los cuerpos cuando giran durante el vuelo (en fase aérea) lo hacen por el centro de gravedad. Así lo hace un martillo, una maza de malabares, una pelota de golf y también el hombre. A diferencia de una pelota, el hombre no es simétrico en la distribución de su masa, y por eso en los giros que puede hacer en sus ejes (longitudinal, transversal y anteroposterior) no tiene agrupada por igual su masa. En función de ese agrupamiento o de la lejanía de la masa respecto al eje de giro que pasa por el centro de gravedad, el cuerpo humano presenta diferentes inercias angulares. El cuerpo del hombre o la mujer tiene menos inercia si gira respecto a un eje vertical o longitudinal. Si gira respecto a un eje transversal tiene más inercia, y aún más si lo hace respecto a un eje anteroposterior. Analizando por separado cualquiera de estos tres ejes podemos cambiar la inercia agrupándonos (para disminuirla) o extendiéndonos (para aumentarla) (figura 6). En el SI la inercia angular se mide en kilogramos multiplicados por metro cuadrado (kg.m2). La cantidad de movimiento angular (L) (también llamada momento angular) se consigue multiplicando la inercia por la velocidad angulares (L = I.ω) y se usa para explicar el aumento de velocidad de giro de los patinadores cuando se agrupan y también los cambios del eje sobre el que giran los gimnastas en algunos saltos, cuando transfieren la cantidad de movimiento angular que tenían en un determinado segmento corporal, como un brazo, o una pierna o la cabeza, a otro eje, al cambiar la posición de ese segmento. En el SI se mide en kg.m2 rad/s (figura 7).
Figura 6. Cuando la misma persona, girando por el mismo eje (en la figura es un eje transversal), adopta posiciones más agrupadas, disminuye la inercia angular, y cuando se extiende (alejando la masa del eje de giro), la inercia angular aumenta. En las posiciones A-D se gira en fase aérea (por el centro de gravedad), mientras que en la posición E se gira colgado, respecto a una barra fija. Las inercias angulares en estas posiciones oscilarán desde 6 hasta 83 kg·m2 para la misma persona.
Figura 7. Una persona que pese 60 kp (kilogramos de fuerza) tiene, en el SI, una masa de 60 kg y un peso de 588,6 N (60 kg·9,81 m/s2). A su vez, una persona que pese 80 kp tendrá en el SI 60 kg de masa y un peso de 784,8 N.