{"id":3041,"date":"2025-06-29T16:20:40","date_gmt":"2025-06-29T14:20:40","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/?p=3041"},"modified":"2026-05-18T11:09:27","modified_gmt":"2026-05-18T09:09:27","slug":"la-sorprendente-dinamica-del-solido-no-tan-rigido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/2025\/06\/29\/la-sorprendente-dinamica-del-solido-no-tan-rigido\/","title":{"rendered":"La sorprendente din\u00e1mica del s\u00f3lido no-tan-r\u00edgido"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Autores: <a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/ciencias\/jaime-arturo-de-la-torre-rodriguez.html\">Jaime Arturo de la Torre<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/ciencias\/jose-espanol-garrigos.html\">Pep Espa\u00f1ol<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Imagina que sostienes un ladrillo en la mano, lo alzas y luego lo lanzas al aire. A  simple vista, parece un movimiento trivial: sube, se detiene un instante y baja. Sin embargo, si observas con atenci\u00f3n descubrir\u00e1s una danza mucho m\u00e1s compleja, donde intervienen rotaciones inesperadas, giros abruptos y fen\u00f3menos que desaf\u00edan la intuici\u00f3n. \u00bfC\u00f3mo se puede describir matem\u00e1ticamente toda esta complejidad?<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Esa pregunta se la plante\u00f3&nbsp; Leonhard Euler (1707\u20131783), uno de los matem\u00e1ticos m\u00e1s prol\u00edficos de la historia quien, entre sus enormes aportaciones, formul\u00f3 las ecuaciones que hoy llevan su nombre y que describen la din\u00e1mica de un cuerpo r\u00edgido girando en el espacio. Seg\u00fan estas ecuaciones, si el ladrillo fuera perfectamente esf\u00e9rico, cualquier eje de rotaci\u00f3n ser\u00eda equivalente; pero un ladrillo tiene tres ejes principales &#8212; longitudinal, transversal y vertical &#8212; cada uno con un momento de inercia distinto. Un eje principal es aquel alrededor del cual el cuerpo gira \u00abm\u00e1s f\u00e1cilmente\u00bb. Cuando el ladrillo gira ya sea sobre el eje de momento de inercia mayor o el de momento de inercia menor, permanece girando indefinidamente alrededor de dichos ejes en una rotaci\u00f3n \u00abpura\u00bb. Sin embargo, cuando gira alrededor del eje que tiene momento de inercia intermedio, la cosa se pone interesante: cualquier peque\u00f1a perturbaci\u00f3n \u00absaca del eje\u00bb al ladrillo que, repentinamente da un giro inesperado. Las ecuaciones de Euler predicen que la rotaci\u00f3n alrededor del eje intermedio es inestable: al principio el ladrillo gira \u00abtranquilamente\u00bb, pero peque\u00f1os desv\u00edos crecen exponencialmente y terminan por voltearlo de golpe.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"640\" height=\"213\" src=\"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-content\/uploads\/sites\/569\/2025\/06\/euler6.gif\" alt=\"\" class=\"wp-image-3091\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En la pr\u00e1ctica puedes observar este efecto de la siguiente manera: si agarras una raqueta de tenis por el mango y la lanzas girando alrededor del eje que une el centro de las cuerdas con el mango (el eje intermedio), ver\u00e1s que en alg\u00fan punto de su trayectoria la raqueta de pronto gira 180\u00b0 inesperadamente. Esto es justamente la inestabilidad del eje intermedio.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El mismo fen\u00f3meno, en un contexto completamente distinto fue observado por el cosmonauta sovi\u00e9tico Vladimir Dzhanibekov (de apellido a veces transliterado \u201cJanibekov\u201d). Estaba a bordo de la estaci\u00f3n Salyut 7 en 1985 cuando observ\u00f3 en gravedad casi cero que una peque\u00f1a llave en forma de T lanzada al aire giraba con dos rotaciones estables y una repentina inversi\u00f3n respecto al eje intermedio. La sorprendente claridad de la maniobra en microgravedad cautiv\u00f3 a la comunidad cient\u00edfica y populariz\u00f3 el \u201cefecto Dzhanibekov\u201d.<\/p>\n\n\n<style>\n       .errordiv { padding:10px; margin:10px; border: 1px solid #555555;color: #000000;background-color: #f8f8f8; width:500px; }#advanced_iframe {visibility:visible;opacity:1;vertical-align:top;}.ai-info-bottom-iframe { position: fixed; z-index: 10000; bottom:0; left: 0; margin: 0px; text-align: center; width: 100%; background-color: #ff9999; padding-left: 5px;padding-bottom: 5px; border-top: 1px solid #aaa } a.ai-bold {font-weight: bold;}#ai-layer-div-advanced_iframe p {height:100%;margin:0;padding:0}<\/style><script type=\"text\/javascript\">var ai_iframe_width_advanced_iframe = 0;var ai_iframe_height_advanced_iframe = 0;function aiReceiveMessageadvanced_iframe(event) {  aiProcessMessage(event,\"advanced_iframe\", \"true\",\"\",\"false\",\"false\");}if (window.addEventListener) {  window.addEventListener(\"message\", aiReceiveMessageadvanced_iframe);} else if (el.attachEvent)  {  el.attachEvent(\"message\", aiReceiveMessageadvanced_iframe);}var aiOnloadScrollTop=\"true\";var aiShowDebug=false;\n\t\tif (typeof aiReadyCallbacks === 'undefined') {\n\t\t\tvar aiReadyCallbacks = [];\n\t\t} else if (!(aiReadyCallbacks instanceof Array)) {\n\t\t\tvar aiReadyCallbacks = [];\n\t\t}    function aiShowIframeId(id_iframe) { jQuery(\"#\"+id_iframe).css(\"visibility\", \"visible\");    }    function aiResizeIframeHeight(height) { aiResizeIframeHeight(height,advanced_iframe); }    function aiResizeIframeHeightId(height,width,id) {aiResizeIframeHeightById(id,height);}<\/script><iframe id=\"advanced_iframe\"  name=\"advanced_iframe\"  src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/1x5UiwEEvpQ?si=RgSPBozEga9C9kjX\"  width=\"100%\"  height=\"600\"  frameborder=\"0\"  border=\"0\"  allowtransparency=\"true\"  loading=\"lazy\"  style=\";border-width: 0px;;border: none;;width:100%;;height:600px;\" ><\/iframe><script type=\"text\/javascript\">var ifrm_advanced_iframe = document.getElementById(\"advanced_iframe\");var hiddenTabsDoneadvanced_iframe = false;\nfunction resizeCallbackadvanced_iframe() {}<\/script><script type=\"text\/javascript\"><\/script><p style=\"display:block !important; visibility:visible !important;margin: -18px 14px 0 0;padding-left: 3px;padding-top:3px;background: white; overflow: hidden; position: relative; line-height:15px;width: fit-content;\"><small style=\"display:block !important;visibility:visible !important\">powered by Advanced iFrame<\/small><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Como se aprecia en el video, parece que la llave permanece cambiando su sentido de giro indefinidamente. Sin embargo, en el mundo real, nada es perfectamente r\u00edgido ni est\u00e1 libre de rozamientos. El aire, por ejemplo, puede generar una fricci\u00f3n que llegue a parar la llave. Lo m\u00e1s sorprendente es que incluso en ausencia de aire, la llave terminar\u00e1 dejando de cambiar su sentido: en efecto, la estructura at\u00f3mica del cuerpo, con su incesante agitaci\u00f3n t\u00e9rmica, es responsable de que la energ\u00eda acumulada en una forma de rotaci\u00f3n se vaya transfiriendo &#8212; en forma de calor &#8212; a otros grados de libertad del sistema. La consecuencia de toda esta disipaci\u00f3n intr\u00ednseca es que el objeto dejar\u00e1 de girar inestablemente alrededor del eje intermedio, para girar establemente alrededor el eje que le resulta \u00abm\u00e1s f\u00e1cil\u00bb, el que tiene momento de inercia mayor.&nbsp; Dicho de otro modo: la disipaci\u00f3n destruye la inestabilidad, y la inversi\u00f3n brusca del ladrillo deja de ocurrir.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nos podemos preguntar entonces c\u00f3mo son las ecuaciones que gobiernan el movimiento de un s\u00f3lido real que siendo casi r\u00edgido necesariamente tiene que describir la capacidad de redistribuir la energ\u00eda entre sus formas de movimiento. Nuestro grupo de la UNED se ha hecho tambi\u00e9n esta pregunta y la ha resuelto satisfactoriamente en una serie de trabajos, escribiendo las ecuaciones que generalizan las centenarias ecuaciones de Euler y describe c\u00f3mo se produce esta transferencia de energ\u00eda [1,2,3]. Cuando hay disipaci\u00f3n, esto es lo que hace el cuerpo:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"600\" height=\"450\" src=\"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-content\/uploads\/sites\/569\/2025\/06\/dissipative.gif\" alt=\"\" class=\"wp-image-3085\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Lo m\u00e1s sorprendente de esta transici\u00f3n de girar (inestablemente) alrededor del eje intermedio a girar (establemente) alrededor del eje mayor es que el s\u00f3lido \u00a1se calienta!. En efecto, la energ\u00eda total se conserva, pero la energ\u00eda cin\u00e9tica de rotaci\u00f3n alrededor del eje intermedio es mayor que la correspondiente al eje mayor, en la transici\u00f3n del giro alrededor de un eje a otro, esa diferencia de energ\u00eda se invierte en calentar el cuerpo.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es fascinante ver c\u00f3mo un simple giro inestable &#8212; ese vuelco repentino alrededor del eje intermedio&#8211; predicho por la mec\u00e1nica cl\u00e1sica revela la mano oculta de la termodin\u00e1mica a trav\u00e9s de la posterior disipaci\u00f3n de esa misma energ\u00eda rotacional en forma de calor. En un mismo experimento convergen la elegancia de las ecuaciones de Euler y el principio de conservaci\u00f3n de la energ\u00eda, cuya \u201cp\u00e9rdida\u201d aparece como un aumento de temperatura.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Y aqu\u00ed va una pregunta interesante: Imagina que haces girar una moneda sobre uno de sus di\u00e1metros en el espacio exterior. De acuerdo con este efecto disipativo, la moneda terminar\u00e1 girando sobre su eje de simetr\u00eda axial, poni\u00e9ndose plana. \u00bfPuedes estimar cu\u00e1nto se calienta la moneda en este proceso?<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Autores: <a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/ciencias\/jaime-arturo-de-la-torre-rodriguez.html\">Jaime Arturo de la Torre<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/ciencias\/jose-espanol-garrigos.html\">Pep Espa\u00f1ol<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jaime Arturo de la Torre y Pep Espa\u00f1ol son profesores del Departamento de F\u00edsica Fundamental de la UNED.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[1] Stochastic dissipative Euler\u2019s equations for a free body, de la Torre, Jaime Arturo, S\u00e1nchez-Rodr\u00edguez, Jes\u00fas and Espa\u00f1ol, Pep.&nbsp; Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1515\/jnet-2024-0029\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1515\/jnet-2024-0029<\/a>&nbsp;(2024)<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[2] Internal dissipation in the Dzhanibekov effect,&nbsp; J.A. de la Torre; Pep Espa\u00f1ol, European Journal of Mechanics &#8211; A\/Solids 105298 (2024)<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[3] The role of thermal fluctuations in the motion of a free body,&nbsp;Pep Espa\u00f1ol, Mark Thachuk, J A de la Torre, European Journal of Mechanics &#8211; A\/Solids,&nbsp; Volume: 103,&nbsp; Pages: 105184-105184.&nbsp; (2024) 10.1016\/j.euromechsol.2023.105184<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Autores: Jaime Arturo de la Torre, Pep Espa\u00f1ol. Imagina que sostienes un ladrillo en la mano, lo alzas y luego lo lanzas al aire. A simple vista, parece un movimiento trivial: sube, se detiene un instante y baja. Sin embargo, <a class=\"more-link\" href=\"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/2025\/06\/29\/la-sorprendente-dinamica-del-solido-no-tan-rigido\/\">Seguir leyendo &rarr;<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":3079,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[71],"tags":[121,95,63,125,123],"class_list":["post-3041","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog-uned-es","tag-dinamica-del-solido-rigido","tag-investigacion","tag-mecanica","tag-mecanica-estadistica","tag-termodinamica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3041","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3041"}],"version-history":[{"count":17,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3041\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5017,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3041\/revisions\/5017"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3079"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3041"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3041"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3041"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}