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Guías de laboratorio virtuales: Movimiento Circular en Física I - UFPS, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Documento que contiene información sobre el movimiento circular uniformemente variado en Física I de la Universidad de la Frontera Pacífica (UFPS). El texto explica objetivos, teoría, procedimientos y análisis de este tipo de movimiento, incluyendo el uso de simulaciones en GeoGebra.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo se obtiene la aceleración angular media en un movimiento circular?
  • ¿Cómo se calcula la velocidad angular media en un movimiento circular?
  • ¿Cómo se define el movimiento circular en física?

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

Subido el 17/11/2021

karime-parada
karime-parada 🇨🇴

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Guías de laboratorio virtuales Física I -
UFPS
Movimiento
Circular
PRACTICA: MOVIMIENTO CIRCULAR
OBJETIVOS
Objetivo General:
Describir experimentalmente el movimiento circular uniformemente variado.
Objetivos específicos
1. Analizar gráficos de ángulo, velocidad angular con respecto al tiempo para un
movimiento de rotación y determinar sus características.
2. Comprobar que el ángulo de rotación es proporcional al tiempo requerido para la
rotación.
3. Determinar la aceleración angular de una partícula con movimiento de rotación
uniformemente acelerado y determinar sus características.
MATERIALES:
simulación del movimiento circular uniformemente variado
(MCUV) en el link https://www.geogebra.org/m/hZZt7aFM (1)
TEORÍA
Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia. Una
vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las
siguientes magnitudes.
Posición angular, q
En el instante t el móvil se encuentra en el punto P. Su posición angular viene dada por
el ángulo q, que hace el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen de ángulos
O.
NOMBRES: Mariana Pérez Torres
Karime Parada salas
Meyer Roberly Barrera
CODIGOS:1641425
1641427
1641426
FECHA: 14/abril/2020
MATERIA: Mecanica y Estatica
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO VIRTUAL FISICA MECANICA
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¡Descarga Guías de laboratorio virtuales: Movimiento Circular en Física I - UFPS y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

PRACTICA: MOVIMIENTO CIRCULAR

OBJETIVOS

Objetivo General:

Describir experimentalmente el movimiento circular uniformemente variado.

Objetivos específicos

  1. Analizar gráficos de ángulo, velocidad angular con respecto al tiempo para un

movimiento de rotación y determinar sus características.

  1. Comprobar que el ángulo de rotación es proporcional al tiempo requerido para la

rotación.

  1. Determinar la aceleración angular de una partícula con movimiento de rotación

uniformemente acelerado y determinar sus características.

MATERIALES:

 simulación del movimiento circular uniformemente variado

(MCUV) en el link https://www.geogebra.org/m/hZZt7aFM (1)

TEORÍA

Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia. Una

vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las

siguientes magnitudes.

Posición angular, q

En el instante t el móvil se encuentra en el punto P. Su posición angular viene dada por

el ángulo q, que hace el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen de ángulos

O.

NOMBRES: Mariana Pérez Torres

Karime Parada salas

Meyer Roberly Barrera

CODIGOS:

FECHA: 14/abril/2020 MATERIA: Mecanica y Estatica

DEPARTAMENTO DE FISICA

LABORATORIO VIRTUAL FISICA MECANICA

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

El ángulo q, es el cociente entre la longitud del arco s y el radio de la

circunferencia r, q=s/r. La posición angular es el cociente entre dos longitudes y por

tanto, no tiene dimensiones.

Velocidad angular, w

En el instante t' el móvil se encontrará en la posición P' dada

por el ángulo q '. El móvil se habrá desplazado D q=q ' - q en el

intervalo de tiempo D t=t'-t comprendido entre t y t'.

Se denomina velocidad angular media al cociente entre el desplazamiento y el tiempo.

Como ya se explicó en el movimiento rectilíneo, la velocidad angular en un instante se

obtiene calculando la velocidad angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero.

Aceleración angular, a

Si en el instante t la velocidad angular del móvil es w y en el

instante t' la velocidad angular del móvil es w'. La velocidad

angular del móvil ha cambiado D w=w' - w en el intervalo de

tiempo D t=t'-t comprendido entre t y t'.

Se denomina aceleración angular media al cociente entre el cambio de velocidad angular y

el intervalo de tiempo que tarda en efectuar dicho cambio.

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

Donde ω es la velocidad angular en cualquier t, ω 0

la velocidad angular inicial y θ es la

posición angular en cualquier t. [3]

Movimiento circular uniforme

Un movimiento circular uniforme es aquél cuya

velocidad angular w es constante, por tanto, la

aceleración angular es cero. La posición angular q del

móvil en el instante t lo podemos calcular integrando

q - q 0 =w(t-t 0 )

o gráficamente, en la representación de w en función

de t.

Habitualmente, el instante inicial t 0 se toma como cero. Las ecuaciones del movimiento

circular uniforme son análogas a las del movimiento rectilíneo uniforme

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

PROCEDIMIENTO

Movimiento circular uniformemente variado MCUV

La interfaz gráfica de simulación para el estudio del movimiento circular

uniformemente variado (MCUV), utiliza las unidades del sistema internacional MKS.

permite asignar valores de aceleración angular α y del radio R, permite visualizar el

tiempo t y la posición angular φ, el software calcula las componentes V x

y V y

de la

velocidad total V del sistema, de igual forma calcula la aceleración tangencial a t y

aceleración normal a n

para luego calcular la aceleración total del sistema a.

  1. Ingrese al siguiente link https://www.geogebra.org/m/hZZt7aFM , donde

visualizará una interfaz gráfica como lo muestra la Figura 2.

Figura 2. Interfaz gráfica para el estudio del MCUV

  1. Dar clic en el botón de para que el sistema quede en tiempo cero.
  2. Las opciones de Mostrar velocidad y Mostrar aceleración deben estar activadas
  3. Establecer los siguientes parámetros radio 𝐑 = 𝟏. 𝟓 𝐦 y aceleración angular 𝛂 = 𝟎. 𝟏

𝟐

  1. Una vez establecidos estos parámetros y reiniciado el sistema, dar clic en el

botón de avance de la simulación:

  1. Con el botón de Avance/Parada puede iniciar el movimiento y detenerlo

cuando quiera. Progresivamente tome datos del ángulo 𝛗 , velocidad total 𝐕 y

aceleración total 𝐚 para ocho tiempos diferentes, es decir, el estudiante deberá

iniciar la simulación y posteriormente darle pausa, en ese momento de pausa se

puede tomar registro del tiempo t, el ángulo 𝛗 y la velocidad total 𝐕 como se

muestra en la figura 5 y consignarlos en la Tabla 1.

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

  1. Calcule el valor de la pendiente

Respuesta

m=

𝑦 2

−𝑦 1

𝑥 2

−𝑥 1

m=

0 , 58 − 0 , 14

3 , 4 − 1 , 7

0 , 44

1 , 7

  1. ¿Qué representa la pendiente? ¿Qué unidades tiene?

Respuesta

Al transcurrir el tiempo, la velocidad angular va aumentando directamente proporcional

y se va obteniendo una curva hipérbola. El incremento en altura entre los dos es Y-y,

mientras que el desplazamiento horizontal es X-x Así pues, m= Y-yX – x

  1. Complete los valores de 𝑡

, en la Tabla 1

  1. Elabore un gráfico de la posición angular 𝜑 𝑉𝑠 𝑡

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento

Respuesta

  1. ¿Qué información se obtiene de la pendiente de la recta? ¿Qué unidades tiene?

Respuesta

la pendiente es la inclinación de la recta con respecto al eje de abscisas. Se detona

con la letra m. si m > 0 la función es creciente y ángulo que forma la reta con la

parte positiva del eje OX es agudo. Se mide con la tangente del ángulo que forma

con dos puntos que definen un segmentó en la recta

  1. ¿Qué puede concluir de la interpretación y comparación de las dos gráficas

anteriores y de sus respectivas pendientes?

Respuesta

Las anteriores graficas nos muestran dos ejemplos de rectas cuya pendiente es

cero. La primera definición formal diremos que su pendiente es infinita. La

ecuación de este caso al comparar con nuestra forma general: Ax+By+C=0.

  1. ¿Es posible que un automóvil se mueva en una trayectoria circular de tal

manera que éste tenga una aceleración tangencial, pero no aceleración

centrípeta?

Respuesta

Cuando el movimiento es circular uniformé este se caracteriza por tener una

velocidad angular constante por lo que la aceleración angular es nula. La velocidad

lineal no varía, pero si la dirección presentándose aceleración centrípeta.

  1. ¿Cuál es la dirección de la aceleración centrípeta?

0

Guías de laboratorio virtuales Física I - Movimiento