Velocidad angular: Fórmula y ejemplos explicados

En este artículo, profundizaremos en el concepto de velocidad angular, incluyendo su fórmula y ejemplos prácticos. Comencemos!

Velocidad angular: ¿Qué es y por qué es importante?

La velocidad angular (ω) es una medida de la velocidad de rotación de un objeto alrededor de un eje fijo. Se mide en radianes por segundo (rad/s). A diferencia de la velocidad lineal, que mide el cambio de posición en línea recta, la velocidad angular mide el cambio de ángulo en un movimiento circular.

La velocidad angular es importante en una variedad de campos, incluyendo la física, la ingeniería y la robótica. Por ejemplo, los ingenieros pueden utilizar la velocidad angular para calcular la aceleración de un objeto en rotación, mientras que los roboticistas pueden emplearla para controlar el movimiento de un brazo robótico. Además, la velocidad angular es esencial en el estudio de los fenómenos naturales como la rotación de la Tierra y la rotación de los planetas.

Fórmula de la velocidad angular

La fórmula de la velocidad angular es:

ω = Δθ / Δt

Donde ω es la velocidad angular, Δθ es el cambio de ángulo y Δt es el cambio de tiempo.

Esta fórmula nos permite calcular la velocidad angular al medir el cambio de ángulo durante un intervalo de tiempo específico.

Ejemplos prácticos de velocidad angular

Ejemplo 1: Rueda de bicicleta

Supongamos que tenemos una rueda de bicicleta con un radio de 30 cm y que gira completamente una vuelta cada 2 segundos. Para calcular la velocidad angular, necesitamos conocer el cambio de ángulo y el cambio de tiempo.

El cambio de ángulo en una vuelta completa es 2π radianes (un círculo completo). Así, Δθ = 2π radianes.

El cambio de tiempo es el tiempo que tarda la rueda en completar una vuelta, que en este caso es 2 segundos. Por lo tanto, Δt = 2 segundos.

Aplicando la fórmula de la velocidad angular:

ω = Δθ / Δt = 2π radianes / 2 segundos = π radianes por segundo

Así, la velocidad angular de la rueda de bicicleta es de π radianes por segundo.

Ejemplo 2: Movimiento circular uniforme

Un objeto se mueve en un movimiento circular uniforme con una velocidad de 5 metros por segundo. Si el radio de la trayectoria circular es de 2 metros, ¿cuál es la velocidad angular del objeto?

En este caso, conocemos la velocidad lineal (v) en lugar del cambio de ángulo. Sin embargo, podemos relacionar la velocidad lineal con la velocidad angular utilizando la siguiente fórmula:

v = ωr

Donde v es la velocidad lineal, ω es la velocidad angular y r es el radio de la trayectoria circular.

Despejando la velocidad angular:

ω = v / r = 5 metros por segundo / 2 metros = 2,5 radianes por segundo

Por lo tanto, la velocidad angular del objeto es de 2,5 radianes por segundo.

Conclusión

La velocidad angular es un concepto vital en la física y la ingeniería, y se emplea para medir el cambio de ángulo en un movimiento circular. Mediante la fórmula ω = Δθ / Δt, podemos calcular la velocidad angular al conocer el cambio de ángulo y el cambio de tiempo. Los ejemplos prácticos demuestran cómo calcular la velocidad angular en diversas situaciones.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué diferencia hay entre la velocidad angular y la velocidad lineal?

La velocidad angular mide el cambio de ángulo en un movimiento circular, mientras que la velocidad lineal mide el cambio de posición en línea recta.

2. ¿Cómo se mide la velocidad angular?

La velocidad angular se mide en radianes por segundo (rad/s).

3. ¿Qué es un ejemplo de la velocidad angular en la vida real?

Un ejemplo de la velocidad angular en la vida real es el giro de una rueda de bicicleta.

4. ¿Cómo se relaciona la velocidad lineal con la velocidad angular?

La velocidad lineal y la velocidad angular están relacionadas mediante la fórmula v = ωr, donde v es la velocidad lineal, ω es la velocidad angular y r es el radio de la trayectoria circular.

Referencias

[1] Velocidad angular - Wikipedia. (s. f.). Wikipedia, la enciclopedia libre. Recuperado 16 de marzo de 2023, de https://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angular

[2] Fórmula de la velocidad angular - Fórmulas y cálculos. (s. f.). Recuperado 16 de marzo de 2023, de https://formulas-y-calculos.com/fisica/formula-de-la-velocidad-angular/