A.4 · Mecánica de los cuerpos rígidos (NS)

1. Comprensiones (IB)

El sub-tema A.4 "Rigid body mechanics" del Diploma Programme Physics Guide (vigente desde 2025) es íntegramente de Nivel Superior: no hay contenido NM. Hasta ahora (A.1-A.3) hemos tratado los cuerpos como puntos materiales. A.4 amplía la mecánica a cuerpos extensos cuya forma y distribución de masa importa, y formaliza la rotación con sus propias magnitudes, ecuaciones y leyes de conservación.

Las comprensiones que el alumnado de NS debe dominar son:

1. Momento de fuerza (torque) τ producido por una fuerza F aplicada a una distancia r de un eje, dado por τ = F · r · sin θ, donde θ es el ángulo entre r⃗ y F⃗. Unidad: N·m.

1. Par de fuerzas (couple): sistema de dos fuerzas iguales, opuestas y no colineales. Produce torque puro sin fuerza neta y, por tanto, rotación sin traslación.

1. Equilibrio de un cuerpo rígido: un cuerpo extenso está en equilibrio estático cuando simultáneamente ΣF = 0 (equilibrio traslacional) y Στ = 0 (equilibrio rotacional) respecto a cualquier eje.

1. Cinemática rotacional: definiciones de desplazamiento angular θ, velocidad angular ω = dθ/dt y aceleración angular α = dω/dt; ecuaciones del movimiento angular uniformemente acelerado análogas a las del movimiento rectilíneo (suvat angular).