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Tipo: Monografías, Ensayos
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El movimiento circular es un movimiento curvilíneo cuya trayectoria es una circunferencia. Son ejemplos: el movimiento de cualquier punto de un disco o una rueda en rotación, el de los puntos de las manecillas de un reloj. Como primera aproximación, es el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y del electrón alrededor del protón en un átomo de hidrógeno. Debido a la rotación diaria de la Tierra, todos los cuerpos que están en su superficie tienen un movimiento circular en relación con el eje de rotación de la Tierra.
Imaginemos una partícula que se mueve en una trayectoria circular, con rapidez constante: al ser la trayectoria una curva el vector velocidad cambia su dirección en cada instante (es tangente a la trayectoria en cada punto), esto implica que: Este movimiento recibe el nombre de Movimiento Circular Uniforme. PERIODO Y FRECUENCIA. Dos conceptos importantes del movimiento circular son el periodo y la frecuencia. El periodo es el tiempo que tarda un cuerpo en dar una vuelta completa. Sus unidades son s/ciclo o simplemente segundos. La frecuencia se define como el número de vueltas completas que efectúa un cuerpo en una unidad de tiempo. Sus unidades son Hertz (HZ). DESPLAZAMIENTO ANGULAR Y RADIAN. El desplazamiento angular de un cuerpo describe la cantidad de rotación. Por su parte, el radian es una magnitud geométrica, un cuerpo sin unidades, es el cociente entre do longitudes, el arco(S) y el radio ®. VELOCIDAD ANGULAR. La velocidad angular se define como el desplazamiento angular descrito en la unidad de tiempo. Es una magnitud vectorial con unidades de rad/s y dirección
perpendicular al plano del círculo descrito, se denomina mediante la aplicación de la regla de la mano derecha: los dedos cerrados indican la rotación del cuerpo y el pulgar en posición extendida el sentido de ella. Una de sus características es que cualquier punto independientemente de la distancia en la que se encuentre del eje de giro, tendrá la misma velocidad angular tal como sucede en los caballitos de cualquier hilera en el carrusel de la feria ACELERACION ANGULAR. La aceleración angular se define como la variación que sufre la velocidad angular en la unidad de tiempo es una magnitud vectorial y sus unidades son los radianes. VELOCIDAD TANGENCIAL. La velocidad tangencial o lineal es la misma es la misma que se trató en los movimientos rectilíneos uniforme y variado, pero con la particularidad de que el movimiento circular se presenta en el extremo de la trayectoria que describe. Su característica es que es un vector siempre perpendicular al vector posición radio. El valor de la velocidad tangencial nos da una idea de la rapidez con la que gira un cuerpo y la velocidad que levaría si saliera disparado en línea recta. Esto se aprovecha cuando se utiliza una onda para lanzar un objeto. ACELERACION TANGENCIAL. La aceleración tangencial o lineal con unidades de se presenta cuando hay un cambio en la velocidad tangencial y al igual que esta última en el movimiento circular varia constantemente de dirección y sentido. La aceleración tangencial da origen al movimiento circular variado, pero si su valor es cero, el movimiento será circular uniforme. ACELERACION CENTRIPETA. independientemente de que el movimiento sea circular uniforme o circular variado, siempre está presente la aclaración centrípeta o radial que es la causa de que la velocidad tangencial, localizada en la periferia de la circunferencia, cambio permanentemente de dirección y sentido, pero no influye en su valor. Esa aceleración siempre es perpendicular a la velocidad tangencial, por lo que tiende hacia el centro, de ahí el término de centrípeta.
dirección de la velocidad, obligando a la partícula a seguir la trayectoria circular. Por ejemplo: Para un satélite en una órbita circular alrededor de la Tierra, la fuerza centrípeta es la fuerza de la gravedad. La fuerza centrípeta que actúa sobre un automóvil que recorre una curva en un camino plano horizontal, es la fuerza de fricción entre las llantas y el pavimento En general un cuerpo puede moverse en una trayectoria circular bajo la influencia de fuerzas como por ejemplo la fricción, la fuerza gravitacional o alguna combinación de fuerzas. Si la fuerza centrípeta que actúa sobre un objeto desaparece, el objeto ya no se moverá en su trayectoria circular; en vez de ello, lo hará a lo largo de una línea recta tangente a la circunferencia. La trayectoria tendrá la dirección de la v en el instante que la cuerda se corta. Esta idea se ilustra en la figura para el caso de una bola que da vueltas en una circunferencia en el extremo de una cuerda. Si la cuerda se rompe en un cierto instante, la bola se moverá por la trayectoria de la línea recta tangente a la circunferencia en el punto donde la cuerda se rompió.
En un MCU la partícula pasa por cada punto de la circunferencia a intervalos regulares de tiempo, por esto decimos que el movimiento es periódico. El Período (T), de un cuerpo en movimiento circular uniforme es el tiempo empleado en efectuar una vuelta completa o revolución. La frecuencia (f), es el número de revoluciones en la unidad de tiempo. Considerando que el tiempo en hacer una revolución es T, resulta: Cuando el período se expresa en segundos, la frecuencia debe expresarse en s-1. (segundos-1), esta unidad se llama Hertz (Hz) en memoria de Heinrich Hertz (1857- 1894), quien demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas. Recordemos que la aceleración en un movimiento, depende de los cambios en la velocidad. Puesto que la velocidad es una magnitud vectorial, hay dos maneras en las cuales puede producirse una aceleración: mediante un cambio en el módulo del vector y/o por medio de un cambio en su dirección. Esta última es la que ocurre cuando una partícula se mueve con movimiento circular uniforme, en el cuál la velocidad cambia de dirección en cada punto.
El vector →Fc (fuerza centrípeta) está dirigido hacia el centro de la circunferencia y es responsable de la variación en la dirección de la velocidad. El vector →Ft (fuerza tangencial) es tangente a la circunferencia y responsable de la variación en la rapidez. El vector aceleración →a puede descomponerse en dos direcciones: una radial y la otra tangencial; resulta entonces: Puesto que →ac y →at son las componentes perpendiculares de →a, se deduce que:
Cuando una partícula en movimiento sigue una trayectoria circular se puede dar su posición en cada instante indicando: el radio r y el ángulo barrido θ r es el radio de la trayectoria θ es el ángulo que forma el vector posición con el semieje x positivo Cuando un objeto gira desde una posición inicial 0 hasta una posición final , el desplazamiento angular es Podemos especificar la posición de la partícula dando sus coordenadas x e y, pero una descripción más simple y conveniente es el par ordenado (r, θ) que representa las coordenadas polares de la posición. La simplificación proviene de que θ es la única coordenada que cambia con el tiempo, la otra coordenada, el radio, permanece constante, en cambio las coordenadas x e y varían ambas en cada instante y no permiten distinguir entre sí posiciones mayores a un giro completo. Para expresar la medida del ángulo, se usan corrientemente dos unidades: a) el grado sexagesimal (1°) definido como la amplitud angular de 1/360 de un círculo completo b) el radián (1rad) definido como la amplitud de un ángulo para el cuál el arco subtendido y el radio son iguales
Esta velocidad angular puede ser constante o variable. Aceleración Angular Media ( m ): en el caso de que la velocidad angular varíe en el tiempo, definimos la aceleración angular media como la relación entre la variación de velocidad angular y el intervalo de tiempo en el cual se produce. La unidad de la aceleración angular se obtiene de la definición anterior: Aceleración Angular Instantánea ( ): es el valor al cual tiende la aceleración angular media cuando el intervalo de tiempo se hace infinitamente pequeño.
En el estudio del movimiento rectilíneo encontramos que la forma más simple de movimiento acelerado que es posible analizar es el movimiento bajo aceleración lineal constante. De igual modo, para el movimiento circular, el movimiento acelerado más simple que es posible analizar es el que ocurre bajo aceleración angular constante. Desarrollaremos a continuación, relaciones cinemáticas para el movimiento circular bajo aceleración angular constante. Si es constante y distinta de cero, se trata de un Movimiento Circular Uniformemente Variado. Si la aceleración angular es constante, su valor coincide con el de la aceleración angular media; por lo tanto:
Despejando : Esta fórmula permite calcular la velocidad angular en función del tiempo. La velocidad angular media se puede calcular con la siguiente expresión: Algebraicamente en forma adecuada la expresión anterior se puede escribir: Igualando las dos expresiones anteriores y sustituyendo por 0 (t t 0 ) , obtenemos:
En esta sección deduciremos algunas relaciones útiles entre las variables angulares y las variables lineales que describen el movimiento circular de una partícula. Consideremos una partícula P que gira en una circunferencia de radio r
Materiales: -Plato de tecno por -Un sorbete -Un globo -Cinta -Botella con agua Primero perforamos la mitad del plato de tecno por con un lápiz y colocamos el lápiz dentro de la botella Después ponemos la boquilla del globo dentro del sorbete Finalmente pegamos con cinta el sorbete a un costado del plato de tecno por Inflamos el globo y la velocidad al ser contaste al desinflarse con el cronometro se tomará nota
-Cuanto mayor sea la velocidad de la fuerza que ejerce el globo, mayor aumentara la fuerza centrifuga -La velocidad emitida gracias al globo siempre será constante a menos que mientras gire se produzca una aceleración ósea una fuerza -El globo se mueve en trayectoria circular ya que el lápiz donde está colocado el globo se encuentra en un eje circular -También se puede deducir que, si se le coloca más globos al plato, al haber mas fuerzas que van en una misma dirección el plato con los globos girara más rápido
https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_circular#:~:text=En%20cinem %C3%A1tica%2C%20el%20movimiento%20circular,la%20trayectoria %20es%20una%20circunferencia. https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-circular/ https://www.fisicalab.com/apartado/caracteristicas-mcu https://sites.google.com/site/temasfisica03/home/movimiento-circular/ resumen https://bioprofe.com/el-movimiento-circular/ https://sites.google.com/site/temasfisica03/home/movimiento-circular
