La energía rotacional o energía cinética angular es la energía cinética debida a la rotación de un objeto y es parte de su energía cinética total . Al observar la energía rotacional por separado alrededor del eje de rotación de un objeto, se observa la siguiente dependencia del momento de inercia del objeto : [1] donde
El trabajo mecánico requerido o aplicado durante la rotación es el momento de torsión multiplicado por el ángulo de rotación. La potencia instantánea de un cuerpo que acelera angularmente es el momento de torsión multiplicado por la velocidad angular. En el caso de objetos que flotan libremente (sin sujeción), el eje de rotación suele estar alrededor de su centro de masa .
Nótese la estrecha relación entre el resultado de la energía rotacional y la energía contenida en el movimiento lineal (o traslacional):
En el sistema rotatorio, el momento de inercia , I , asume el papel de la masa, m , y la velocidad angular , , asume el papel de la velocidad lineal, v . La energía rotacional de un cilindro rodante varía desde la mitad de la energía traslacional (si es masivo) hasta la misma que la energía traslacional (si es hueco).
Un ejemplo es el cálculo de la energía cinética rotacional de la Tierra . Como la Tierra tiene un período de rotación sideral de 23,93 horas, tiene una velocidad angular de7,29 × 10 −5 rad·s −1 . [2] La Tierra tiene un momento de inercia, I =8,04 × 10 37 kg·m 2 . [3] Por lo tanto, tiene una energía cinética rotacional de2,14 × 10 29 J .
Una parte de la energía rotacional de la Tierra también se puede aprovechar mediante la energía de las mareas . La fricción adicional de las dos olas gigantes globales crea energía de manera física, reduciendo infinitesimalmente la velocidad angular de la Tierra ω . Debido a la conservación del momento angular , este proceso transfiere el momento angular al movimiento orbital de la Luna , aumentando su distancia de la Tierra y su período orbital (consulte el bloqueo de mareas para obtener una explicación más detallada de este proceso).
