Una partícula, un punto material, una masa puntual
(o antiguamente corpúsculo) no es más que una idealización para
trabajar en Física, ya que todos los objetos tienen determinadas dimensiones
(microscópicas como las de un electrón, o más extensas como una partícula de
polvo, humo o soldadura), por ende tiene un determinado volumen y una
determinada masa.
El tema se suele simplificar pensando que una partícula es
solo un objeto muy pequeño, donde se pueden despreciar sus dimensiones frente a
las dimensiones del entorno.
Centro de masa (gravedad)
Anteriormente representamos la posición de un objeto
mediante las coordenadas de un solo Punto [A003],
pero debemos preguntarnos qué pasaría si queremos representar la posición de un
auto (objeto de grandes dimensiones o también llamado objeto extenso) ¿podríamos decir que
el auto está ubicado en X= 25 m? o sea que “todo” el auto está ubicado en ese
punto. Todo dependerá de la aplicación que le demos, de hecho en una
competencia de velocidad la posición de un auto se representa por la coordenada
de la parte más frontal del vehículo, y cuando ese punto cruza la meta se
decide el ganador de la carrera.
El centro de masa (CM) es el punto en el
que podemos imaginar que está concentrada toda la masa de un objeto.
También debemos mencionar que si la densidad de masa de un objeto es constante, el centro de masa (o centro de
gravedad) se ubica en el centro
geométrico del objeto. Por lo tanto para la mayoría de objetos con los que
trabajamos cotidianamente se cumple este requisito: el centro de gravedad está
en el punto medio del objeto.
El centro de gravedad (CG) o centro de masa
(CM) no es más que la posición promedio de la distribución del peso (Hewit; 139).
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Sistema de partículas
En este caso la ubicación del centro de masa (CM) es un punto fijo relativo al sistema de objetos, y no depende de la ubicación del sistema de coordinadas que se use para describirlo.
Cuerpo rígido
Es un cuerpo ideal en el que sus partículas tienen posiciones relativas fijas entre sí (no cambian en el tiempo). Esta idealización considera que los cuerpos no sufren deformaciones debido a la acción de fuerzas externas (cuando en realidad todos los cuerpos sufren deformaciones, aunque sean pequeñas o despreciables). A diferencia de lo que hacíamos en el caso de las partículas, en los cuerpos rígidos debemos considerar también sus dimensiones además de su masa. El concepto de cuerpo rígido se utiliza para realizar estudios de mecánica, sobre todo en la rotación de los cuerpos (cinemática rotacional), que no será objeto de este curso.En futuros análisis de movimiento (variación de la posición del cuerpo en el espacio con el tiempo, sin efectuar rotaciones) será suficiente considerar a los objetos extendidos como partículas puntuales (Giancoli; 182).
Fuentes:
Bauer; Westfall (2011). Física para ingeniería y ciencias Vol 1. Ed. Mc Graw Hill. México.
Giancoli (2006). Física Vol. 1. Ed. 6°.
Hewit (2007). Física conceptual. Ed. 10°.
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