Los engranajes, las ruedas, los cederrons, los loopings de las montañas rusas, etc,etc, etc, los movimientos circulares nos rodean; de todos éstos sólo vamos a estudiar los más sencillos: los uniformes (los que transcurren a un ritmo constante)
| Movimiento Circular Uniforme: ¿tiene aceleración? |
Aunque el movimiento circular sea uniforme y su rapidez sea constante, suvelocidad es variable y por lo tanto es acelerado.
Recuerda que la rapidez es una magnitud escalar que no cambia durante el MCU, mientras que la velocidad es un vector que sí cambia constantemente.
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| ¿Cómo describirlo? : revoluciones por minuto (r.p.m.) |
Si conocemos cuántas vueltas da, por segundo o por minuto, nos podemos hacer una idea de cómo va de rápido.
En ocasiones se utiliza la palabra "revolución" como sinónimo de "vuelta", por lo que es habitual expresar la rapidez de un MCU en: r.p.m. ( revoluciones por minuto) o r.p.s.: (revoluciones por segundo)
Una manera sencilla de decir cómo va de rápido un MCU consiste en expresar cuánto tiempo tarda en dar una vuelta completa.
1. ¿Cuánto tiempo tarda en dar una vuelta completa la manecilla del segundero de un reloj?
Otra forma de expresar la rapidez de un MCU es decir cuántas vuelta da en un minuto
2. ¿Cuántas vueltas da en un minuto la manecilla del segundero de un reloj? (r.p.m.)
También puede calcularse las vueltas que da por segundo
3. ¿Cuántas vueltas da en un segundo la manecilla del segundero de un reloj? (r.p.s.)
Puedes repetir el ejercicio para las otras dos manecillas del reloj
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| ¿Cómo describirlo? : radianes por segundo (rad s-1) |
Además de r.p.m. y r.p.s., el M.C.U. también puede describirse a partir de la rapidez con que cambia el ángulo que describe el radio que une el centro del movimiento con el cuerpo.
La forma de expresar las unidades de rapidez del MCU en el Sistema Internacional de Unidades: es decir, velocidad angular, son los radianes por segundo.
Por supuesto, todas las formas de expresar la rapidez están relacionadas. Para entender esta forma de expresar la velocidad angular es preciso que conozcas qué es un radián
Para calcular la velocidad angular sólo tienes que dividir el ángulorecorrido ( f ,en radianes) entre el tiempo transcurrido(t); w=f/t
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| ¿Qué es un radián? : arco, ángulo y radio |
Repasar el significado de arco, ángulo y radio es importante, si no lo tienes muy claro.
ángulo: representa la abertura de dos líneas que tienen un origen común (vértice). Un ángulo recto tiene 90 grados sexagesimales.
arco: es la línea circular que rodea al ángulo por el extremo de dos segmentos.
| ¿Qué es un radián? ¿Cuántos radianes tiene una circunferencia? |
En Física, las medidas de los ángulos no suelen expresarse en el sistema sexagesimal, sino en radianes. El radián es la unidad de ángulo utilizada en el Sistema Internacional de Unidades. El radián es el ángulo cuyo arco tiene una longitud igual al radio.La longitud del arco correspondiente a toda la circunferencia es 2*p*r ¿Cuántos radianes tendrá?
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| Magnitudes angulares y lineales. Espacio lineal y espacio angular |
Un cuerpo con un movimiento circular recorre un espacio (s) que se puede medir en metros: espacio lineal, o distancia recorrida, y un ángulo ( f ) que se mide en radianes: espacio angular. Estas dos formas de describir el desplazamiento están relacionadas; el radio del movimiento es decisivo en esta relación. Observa que en cada momento se cumple que la longitud del arco s = f * r
| Magnitudes angulares y lineales. Velocidad lineal y velocidad angular |
Se llama velocidad angular, w, a los radianes por segundo que lleva un cuerpo con MCU. A la vez que describe un ángulo, la rapidez con que se traza el arco puede medirse en m/s, es la velocidad lineal. La diferencia entre estas dos formas de medir la velocidad depende del radio.
Para calcular la velocidad angular sólo tienes que dividir el ángulo recorrido ( f en radianes) entre el tiempo transcurrido (t):
| Puesto que f=s/r, al sustituir en la ecuación anterior, queda |  |
| como: s/r=v |  | o lo que es lo mismo: |  |
En resumen, en los M.C.U.
| espacio | velocidad |
| lineal | s= f.r | v = w.r |
| angular | f=s/r | w = v/r
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EN RESUMEN:
Movimiento circular uniforme
En física, el movimiento circular uniforme (AQUI UN VIDEO INTERESANTE AL RESPECTO)(MCU) describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rápidez constante, una trayectoria circular.
Aunque la rápidez del objeto es constante, su velocidad (V) no lo es: la velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleracion (a) que, si bien e n este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.
Ejemplo:
Un carro de juguete que se mueve con rapidez constante completa unavueltaalrededor de una pista circular (una distancia de 200 metros) en 25 seg.
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un circulo?
La distancia es igual a 200 metros = 2 π r; donde π= a Pi (3.14) y r=radio
Despejamos el radio:
Y utilizamos la formula para calcular fuerza F = m(v2/r); donde
F = fuerza en Newtons
V = velocidad(calculada en el inciso a)
r = radio(calculado anteriormente)
F = 3,01 Newton ( Y esta es la respuesta(-8 )
1.- PRIMER CUESTIONARIO |
¿Conoces las características cinemáticas del Movimiento Circular Uniforme?
- ¿Conoces el significado y la utilidad del radián en la descripción de este movimiento?
- ¿Expresas las velocidades en rad/s, r.p.s. y r.p.m. y transformar unas en otras?
- ¿Conoces el significado de magnitudes lineales y angulares?
- ¿ Puedes transformar las magnitudes lineales en angulares y viceversa ?
2.-SEGUNDA EVALUACION AQUI
3.- TERCER cuestionario interactivo AQUI
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