magnitud

velocidad angular

La tasa de cambio de la posición angular de un objeto en rotación.
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Descripción

La velocidad angular es una medida de qué tan rápido un objeto rota o gira alrededor de un punto fijo o un eje. A diferencia de la velocidad lineal, que describe qué tan rápido se mueve un punto en línea recta, la velocidad angular describe qué tan rápido cambia el ángulo de un objeto en rotación. Es una magnitud vectorial, lo que significa que tiene tanto una magnitud (qué tan rápida es la rotación) como una dirección (a lo largo del eje de rotación, siguiendo la regla de la mano derecha).

Historia

El concepto de velocidad angular tiene raíces en la astronomía antigua, pero fue formalizado en el siglo XVII por científicos como Galileo y Huygens, quienes estudiaron el movimiento circular. Leonhard Euler desarrolló más tarde el marco matemático para la rotación de cuerpos rígidos en el siglo XVIII.

Cómo funciona

Para un objeto que rota alrededor de un eje, la velocidad angular se calcula como el cambio en la posición angular (medida en radianes) dividido por el cambio en el tiempo. A menudo se denota con la letra griega omega (ω). La relación entre la velocidad angular y la velocidad lineal para un punto a una distancia r del eje es v = ωr, lo que muestra que los puntos más alejados del eje se mueven más rápido linealmente incluso si la velocidad angular es la misma.

En la práctica

La velocidad angular es esencial en ingeniería para diseñar maquinaria rotativa, en navegación para los giroscopios, y en astrofísica para determinar las velocidades de rotación de estrellas, planetas y galaxias.

Dato curioso

La velocidad angular de la rotación de la Tierra es de aproximadamente 7.27 × 10⁻⁵ radianes por segundo, lo que significa que un punto en el ecuador se mueve a unos 1670 kilómetros por hora.

Concept graph →

Fórmulas

$$\mathrm{Re}(\omega) < m \Omega_H$$
Waves extract energy from a rotating black hole.
Qué hay en la fórmula
ωvariablefrequency of the wave — frecuencia angular radian per second
mvariableazimuthal quantum number — azimuthal quantum number
Ω_Hvariableangular velocity of the black hole horizon — velocidad angular radian per second
Reoperadorextracts the real component of a complex quantity — real part
$$\rho_{\rm GJ} = -\frac{\mathbf{\Omega} \cdot \mathbf{B}}{2\pi c}$$
Charge density required to screen electric field in pulsar magnetosphere.
Qué hay en la fórmula
\rho_{\rm GJ}variableGoldreich-Julian charge density — densidad de carga coulomb per cubic metre
\mathbf{\Omega}variableAngular velocity vector of the neutron star — velocidad angular radian per second
\mathbf{B}variableMagnetic field vector — campo magnético tesla
cconstanteUniversal constant, speed of light in vacuum — velocidad de la luz = 299792458 metre per second
2\piconstanteMathematical constant, 2π — two pi = 6.283
\cdotoperadorScalar product of two vectors — producto escalar
$$\delta M = \frac{\kappa}{8\pi} \delta A + \Omega_H \delta J$$
Changes in black hole mass relate to area and angular momentum.
Qué hay en la fórmula
δMvariableInfinitesimal change in black hole mass — masa kilogram
κvariableSurface gravity of the black hole — gravedad superficial metre per second squared
δAvariableInfinitesimal change in horizon area — área square metre
Ω_HvariableAngular velocity of the horizon — velocidad angular radian per second
δJvariableInfinitesimal change in angular momentum — momento angular kilogram square metre per second
δoperadorInfinitesimal variation of a quantity — variation
$$\dot{\omega} = \frac{6\pi G M}{a(1-e^2)c^2}$$
General relativity predicts periastron advance in binary systems.
Qué hay en la fórmula
\dot{\omega}variablerate of periastron advance — velocidad angular radian per second
Mvariabletotal mass of the binary system — masa kilogram
avariablesemi-major axis of the orbit — longitud metre
evariableorbital eccentricity — excentricidad
GconstanteConstant of universal gravitation. — constante gravitacional = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cconstanteSpeed of light in vacuum. — velocidad de la luz = 299792458 metre per second
$$L_{\text{sd}} = -I \Omega \dot{\Omega}$$
Rotational energy loss rate equals moment of inertia times angular velocity times its derivative.
Qué hay en la fórmula
Ivariablemoment of inertia — momento de inercia kilogram metre squared
Ωvariableangular velocity — velocidad angular radian per second
Ω̇variabletime derivative of angular velocity — angular acceleration radian per second squared
$$t_E = \frac{\theta_E}{\mu}$$
Time to cross the Einstein radius at relative proper motion.
Qué hay en la fórmula
t_EvariableEinstein crossing time — tiempo second
\theta_EvariableAngular radius of the Einstein ring — einstein radius angle radian
\muvariableRelative proper motion between lens and source — velocidad angular radian per second

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