Frecuencia de rotación

La frecuencia de rotación , también conocida como velocidad de rotación o tasa de rotación (símbolos ν , nu minúscula griega y también n ), es la frecuencia de rotación de un objeto alrededor de un eje . Su unidad en el SI es el segundo recíproco (s⁻¹ ^{) ; otras} unidades de medida comunes incluyen el hercio (Hz), los ciclos por segundo (cps) y las revoluciones por minuto (rpm). ^{[ 1 ] [ a ] ​​[ b ]}

La frecuencia de rotación se puede obtener dividiendo la frecuencia angular , ω, por una vuelta completa ( 2π radianes ): ν = ω/(2π rad  ). También se puede formular como la tasa de cambio instantánea del número de rotaciones , N , con respecto al tiempo, t : n = dN /dt ( según el Sistema Internacional de Cantidades ). ^{[ 4 ]} De forma similar al período ordinario , el recíproco de la frecuencia de rotación es el período de rotación , T = ν −1 ⁼ n −1 ^, con dimensión de tiempo (unidad SI segundos ).

La velocidad de rotación es una magnitud vectorial cuya magnitud es igual a la velocidad de rotación escalar . En los casos especiales de giro (alrededor de un eje interno al cuerpo) y revolución (eje externo), la velocidad de rotación se denomina velocidad de giro y velocidad de revolución , respectivamente.

La aceleración rotacional es la tasa de cambio de la velocidad rotacional; tiene dimensiones de tiempo recíproco al cuadrado y unidades del SI de segundos recíprocos al cuadrado (s ⁻² ); por lo tanto, es una versión normalizada de la aceleración angular y es análoga a la chirrido .

Velocidad tangencial${\displaystyle v}$(letra latina v ), frecuencia de rotación${\displaystyle \nu }$y distancia radial${\displaystyle r}$, están relacionadas por la siguiente ecuación: ^{[ 5 ]}$${\displaystyle {\begin{aligned}v&=2\pi r\nu \\v&=r\omega .\end{aligned}}}$$

Una reordenación algebraica de esta ecuación nos permite despejar la frecuencia de rotación: $${\displaystyle {\begin{aligned}\nu &=v/2\pi r\\\omega &=v/r.\end{aligned}}}$$

Por lo tanto, la velocidad tangencial será directamente proporcional a${\displaystyle r}$cuando todas las partes de un sistema simultáneamente tienen la misma${\displaystyle \omega }$, como para una rueda, disco o varilla rígida. La proporcionalidad directa de${\displaystyle v}$a${\displaystyle r}$no es válido para los planetas , porque los planetas tienen diferentes frecuencias de rotación.

La frecuencia de rotación puede medir, por ejemplo, la velocidad de un motor. A veces , la velocidad de rotación se usa para referirse a la frecuencia angular en lugar de la magnitud definida en este artículo. La frecuencia angular da el cambio de ángulo por unidad de tiempo, que se da con la unidad radianes por segundo en el sistema SI. Dado que 2π radianes o 360 grados corresponden a un ciclo, podemos convertir la frecuencia angular a frecuencia de rotación mediante $${\displaystyle \nu =\omega /2\pi,}$$ dónde

• ${\displaystyle \nu \,}$es la frecuencia de rotación, con unidades de ciclos por segundo
• ${\displaystyle \omega \,}$es la frecuencia angular, con unidad radianes por segundo o grados por segundo

Por ejemplo, un motor paso a paso podría girar exactamente una vez por segundo, de modo que su frecuencia angular sea de 360 ​​grados por segundo (360°/s), o 2π radianes por segundo (2π  rad/s), mientras que la frecuencia de rotación sea de 60  rpm.

La frecuencia de rotación no debe confundirse con la velocidad tangencial , a pesar de cierta relación entre ambos conceptos. Imagina un carrusel con una velocidad de rotación constante. Independientemente de la distancia a la que te encuentres del eje de rotación, tu frecuencia de rotación se mantendrá constante. Sin embargo, tu velocidad tangencial no se mantiene constante. Si te sitúas a dos metros del eje de rotación, tu velocidad tangencial será el doble que si estuvieras a solo un metro del eje.

• Velocidad angular
• Velocidad radial
• Período de rotación
• Espectro rotacional
• Tacómetro