¿Cuál es el radio de giro?

El radio de giro se define como la distancia entre un eje y el punto de máxima inercia en un sistema rotativo. Los nombres alternativos incluyen radio de giro y gyradius. La distancia cuadrática media entre las partes de un objeto giratorio en relación con un eje o centro gravitacional es un elemento clave para calcular el radio de giro.

El radio de giro tiene aplicaciones en ingeniería estructural, mecánica y molecular. Se denota con la letra minúscula kor y la letra mayúscula R. Los ingenieros estructurales utilizan el cálculo del giroradio para estimar la rigidez del haz y el potencial de pandeo. Desde un punto de vista estructural, una tubería circular tiene un giro igual en todas las direcciones, lo que hace que el cilindro sea la estructura de columna más suficiente para resistir el pandeo.

Alternativamente, el radio de inercia de giro puede describirse para un objeto giratorio como la distancia desde el eje hasta el punto más pesado del cuerpo del objeto que no altera la inercia rotacional. Para estas aplicaciones, la fórmula del radio de giro (R) se representa como el cuadrado medio raíz del segundo momento de inercia (I) dividido por el área de la sección transversal (A). Otras fórmulas se utilizan para aplicaciones mecánicas y moleculares.

Para aplicaciones mecánicas, la masa de un objeto se usa para calcular el radio de giro (r) en lugar del área de la sección transversal (A) como se usó en la fórmula anterior. La fórmula de ingeniería mecánica se puede calcular utilizando el momento de inercia de masa (I) y la masa total (m). Por lo tanto, el radio del cilindro de giro es igual a la raíz del cuadrado medio del momento de inercia de masa (I) dividido por la masa total (m).

Las aplicaciones moleculares están enraizadas en el estudio de la física de polímeros donde el polímero gyradius representa el tamaño de una proteína para una molécula específica. La fórmula para determinar el radio de generación en un problema de ingeniería molecular se facilita considerando la distancia media entre dos monómeros. De esto se deduce que el radio de giro en este sentido es equivalente al cuadrado medio raíz de esa distancia. Dada la naturaleza de las cadenas de polímeros, se entiende que el radio de giro en una aplicación molecular es la media de todas las moléculas de polímero para una muestra dada a lo largo del tiempo. En otras palabras, la proteína del radio de giro es un gyradius promedio.

Los físicos teóricos de polímeros pueden usar la tecnología de dispersión de rayos X y otras técnicas de dispersión de luz para comparar modelos con la realidad. La dispersión de luz estática y la dispersión de neutrones de ángulo pequeño también se utilizan para verificar la precisión y precisión de los modelos teóricos utilizados en física de polímeros e ingeniería molecular. Estos análisis se utilizan para estudiar las propiedades mecánicas de los polímeros y las reacciones cinéticas que pueden implicar cambios en las estructuras moleculares.