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Teorema de Steiner

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Por lo general los momentos de inercia se calculan respecto de ejes que pasan por el centro de masa. Sin embargo en muchas situaciones la rotación ocurre en torno de otro eje. En ese caso se puede calcular el momento de inercia en trono de cualquier eje paralelo en función del teorema de Steiner para lo que se necesita solo el momento de inercia respecto del centro de masa, la masa y la distancia entre el eje real y el que pasa por el centro de masa.

>Modelo

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Aplicación del teorema de Steiner para un cilindro, eje $\parallel$

Definición

Para un cilindro con un eje paralelo al eje del cilindro:



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como

$ I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{2} m r_c ^2$



el cálculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente fórmula

$ I = I_{CM} + m d ^2$

.

ID:(11551, 0)



Aplicación del teorema de Steiner para un cilindro, eje $\perp$

Imagen

Para un cilindro con un eje perpendicular al eje del cilindro:



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como

$ I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{12} m ( h ^2+3 r_c ^2)$



el cálculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente fórmula

$ I = I_{CM} + m d ^2$

.

ID:(11552, 0)



Aplicación del teorema de Steiner para un paralelepipedo recto

Nota

Para un paralelepípedo recto con un eje paralelo a una arista:



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como

$ I_{CM} =\displaystyle\frac{1}{12} m ( a ^2+ b ^2)$



el cálculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente fórmula

$ I = I_{CM} + m d ^2$

.

ID:(11554, 0)



Aplicación del teorema de Steiner para una esfera

Cita

Para una esfera con un eje a una distancia del centro de esta:



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como

$ I_{CM} =\displaystyle\frac{2}{5} m r_e ^2$



el cálculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente fórmula

$ I = I_{CM} + m d ^2$

.

ID:(11553, 0)



Teorema de Steiner

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Por lo general los momentos de inercia se calculan respecto de ejes que pasan por el centro de masa. Sin embargo en muchas situaciones la rotación ocurre en torno de otro eje. En ese caso se puede calcular el momento de inercia en trono de cualquier eje paralelo en función del teorema de Steiner para lo que se necesita solo el momento de inercia respecto del centro de masa, la masa y la distancia entre el eje real y el que pasa por el centro de masa.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$d$
d
Distancia centro de masa y eje
m
$m$
m
Masa del cuerpo
kg
$I_{CM}$
I_CM
Momento de inercia del centro de masa
kg m^2
$I$
I
Momento de inercia para eje que no pasa por el CM
kg m^2

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

El momento de inercia para eje que no pasa por el CM ($I$) se puede calcular utilizando el momento de inercia del centro de masa ($I_{CM}$) y sum ndole el momento de inercia de la masa del cuerpo ($m$) como si fuera una masa puntual en la distancia centro de masa y eje ($d$):

kyon

Para un cilindro con un eje paralelo al eje del cilindro:

image



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como lista=4434

equation=4434



el c lculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente f rmula lista=3688

equation=3688.

Para un cilindro con un eje perpendicular al eje del cilindro:

image



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como lista=4435

equation=4435



el c lculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente f rmula lista=3688

equation=3688.

Para un paralelep pedo recto con un eje paralelo a una arista:

image



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como lista=4433

equation=4433



el c lculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente f rmula lista=3688

equation=3688.

Para una esfera con un eje a una distancia del centro de esta:

image



cuyo momento de inercia con respecto al centro de masa (CM) se define como list=4436

equation=4436



el c lculo del momento de inercia se puede realizar utilizando el teorema de Steiner con la siguiente f rmula list=3688

equation=3688.


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ID:(1456, 0)