La hipótesis del eje fijo excluye la posibilidad de que un eje cambie su orientación, y no puede describir fenómenos como la nutación o la precesión.Un cuerpo rígido es un objeto de extensión finita en el que todas las distancias entre sus partículas componentes son constantes.No existe un cuerpo verdaderamente rígido; fuerzas externas pueden deformar cualquier sólido, pero para los propósitos de este artículo, un cuerpo rígido es un sólido que requiere grandes fuerzas para deformarlo apreciablemente.Un cambio en la posición de una partícula en el espacio tridimensional puede especificarse completamente mediante tres coordenadas.En general, cualquier rotación puede especificarse completamente mediante los tres desplazamientos angulares con respecto a los ejes de coordenadas rectangulares x, y y z. Por lo tanto, cualquier cambio en la posición del cuerpo rígido se describe completamente mediante tres coordenadas traslacionales y tres rotacionales.Ya se sabe que para cualquier colección de partículas, ya sea en reposo una con respecto a la otra (como en un cuerpo rígido), o en movimiento relativo (como los fragmentos de un obús que ha explotado), la aceleración del centro de masa viene dada por la expresión donde M es la masa total del sistema y acm es la aceleración del centro de masa.En matemáticas y física, es habitual utilizar la unidad natural radianes en lugar de grados o revoluciones.La aceleración radial o normal (perpendicular a la dirección del movimiento) viene dada por Se dirige hacia el centro del movimiento de rotación, y a menudo se le llama la "aceleración centrípeta".La aceleración angular es causada por el par motor, que puede tener un valor positivo o negativo de acuerdo con la convención de frecuencia angular positiva y negativa.da la relación entre el par aplicado y la aceleración angular producida (es decir, indica lo que cuesta comenzar, detener o cambiar la rotación del sólido rígido en cuestión).El momento de inercia se mide en kilogramos metros² (kg m²).Al igual que el momento lineal, el momento angular es la cantidad vectorial, y su conservación implica que la dirección del eje de rotación tiende a permanecer sin cambios.El par y el momento angular están relacionados de acuerdo con tal como F = d p/dt en dinámica lineal.La conservación del momento angular se demuestra notablemente en patinaje artístico sobre hielo: al acercar los brazos al cuerpo durante un giro, el momento de inercia disminuye y, por lo tanto, aumenta la velocidad angular.La energía cinética Ecrot debido a la rotación del cuerpo está dada por tal como Ectras = 1⁄2mv2 en dinámica lineal.La cantidad de energía cinética traslacional depende de dos variables: la masa del objeto (m) y la velocidad del objeto (v) como se muestra en la ecuación anterior.La energía cinética siempre debe ser cero o un valor positivo.La regla de la mano derecha se usa para encontrar en qué sentido apunta: si los dedos de la mano derecha están situados para reproducir la forma en que el objeto ha girado, entonces el pulgar de la mano derecha apunta en la dirección del vector.Si un disco gira en sentido antihorario como se ve desde arriba, su vector de velocidad angular apunta hacia arriba.El vector de torsión apunta en el eje alrededor del cual tiende a causar una rotación.En el caso de una bisagra, solo el componente del vector de torsión en el eje tiene un efecto en la rotación, otras fuerzas y pares son compensados por la estructura.La tensión mecánica interna proporciona la fuerza centrípeta que mantiene unido un objeto giratorio.El modelo de un cuerpo rígido no considera las deformaciones que lo acompañan.Si el cuerpo no es rígido, esta tensión hará que cambie de forma.Esto se expresa como el objeto que cambia de forma debido a la fuerza centrífuga.Los cuerpos celestes que giran unos sobre otros a menudo tienen órbitas elípticas.La fuerza centrípeta es proporcionada por la gravedad, como en el problema de los dos cuerpos.Esto generalmente también se aplica a un cuerpo celeste giratorio, por lo que no necesita ser sólido para mantener su forma a menos que la velocidad angular sea demasiado alta en relación con su densidad (aunque tenderá a convertirse en un esferoide, alargándose).Por ejemplo, un cuerpo celeste formado por agua en rotación, deberá tardar al menos 3 horas y 18 minutos en completar una vuelta, independientemente de su tamaño, o el agua se dispersará.Si la densidad del fluido es mayor, el tiempo puede ser menor (véase período orbital).
Esfera rotando alrededor de uno de sus diámetros
Un ejemplo de rotación. Cada parte del
tornillo sin fin
, tanto el tornillo como el engranaje helicoidal, gira sobre su propio eje.
