¿Qué es la energía rotacional?

La energía rotacional es el componente de la energía cinética que proviene de la rotación de un cuerpo. Se produce cuando cualquier forma de materia gira en torno a un centro de rotación. Se puede convertir en otras formas de energía, más típicamente energía de traslación y calor. Existen muchas analogías entre la energía cinética rotacional y la energía cinética lineal. Existen algunas aplicaciones prácticas para la energía rotacional, como el almacenamiento de energía en un volante giratorio.

La ley de conservación de la energía sostiene que la cantidad total de energía en un sistema aislado debe permanecer constante en el tiempo. Las pérdidas de energía de un tipo deben resultar en ganancias de energía de otro tipo. La transferencia de energía entre tipos a menudo ocurre a través del intercambio de impulso entre las partículas atómicas de la materia. Los ejemplos de diferentes formas de energía incluyen químicos, potenciales y térmicos, además de rotacional. La energía rotacional, por lo tanto, es una de las muchas formas posibles en que la materia puede retener energía.

Existen muchas analogías entre la energía rotacional y la energía cinética lineal. En lugar de masa, los sistemas rotacionales tienen un momento de inercia. El momento de inercia puede considerarse como la resistencia a la aceleración angular: es similar a cómo la masa es la resistencia a la aceleración lineal. Los momentos de inercia aumentan cuando la materia está más lejos del centro de rotación. Esto se debe a que es más difícil hacer girar un sistema si su materia está ubicada lejos del centro.

Del mismo modo, los sistemas de rotación tienen una velocidad angular en lugar de una velocidad lineal. La velocidad angular se mide en radianes por segundo, que es igual a aproximadamente 57.3 grados por segundo. Tanto el alto momento de inercia como la alta velocidad angular corresponden a una alta energía de rotación. De acuerdo con la ley de conservación de la energía, se puede obtener la misma cantidad de energía rotacional al reducir el momento de inercia de un sistema al tiempo que aumenta la velocidad angular.

Una aplicación práctica de la energía rotacional es el uso de baterías de volante. Así como una batería estándar almacena energía eléctrica, una batería de volante almacena energía rotacional. En un tren con una batería de volante, la energía cinética lineal del tren en movimiento se puede transferir a la energía rotacional del volante a bordo. El efecto de esta transferencia será una reducción en la velocidad del tren. Si no se pierde energía por el calor, toda la energía del movimiento del tren puede almacenarse en el volante y luego usarse para acelerar el tren a la velocidad nuevamente.