MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

(M. C. U.)

El movimiento circular uniforme. Al igual que todos los movimientos uniformes en física, se caracteriza por tener una rapidez constante. Lo que quiere decir que se realiza de manera tal que los intervalos de distancia o desplazamiento recorridos por el objeto en una unidad de tiempo son siempre los mismos.

En el movimiento circular se pueden estudiar varios elementos importantes.

·         El Periodo de rotación ( Т )

·         La frecuencia de rotación ( f )

·         La velocidad angular (ω)

·         La velocidad tangencial (υ)

·         La aceleración centrípeta (ac )

·         La fuerza centrípeta ( Fc)

EL PERIODO (Т)

Es la relación que nos indica en cuanto tiempo se repite una rotación completa.

 

       

Donde:

t = tiempo en que da un numero finito de revoluciones

n° = Número de revoluciones

LA FRECUENCIA (f)

Es la relación que nos indica en cuantas revoluciones o vueltas da un objeto en rotación por cada unidad de tiempo.

LA VELOCIDAD ANGULAR (ω)

Es una medida de la velocidad con la cual rota un objeto en una trayectoria circular o en una curva cerrada. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional de medidas es el radián por segundo (rad/s).

 

Se puede escribir en función del periodo o de la frecuencia

LA VELOCIDAD TANGENCIAL O LINEAL (υ)

Es la medida de la velocidad que lleva el móvil o partícula en su trayectoria. Por ser un movimiento uniforme esta es equivalente a la fórmula del M.R.U. Se le llama tangencial porque forma una línea tangente a la curva de la trayectoria que sigue en el M.C.U.

Se puede escribir en función del periodo o de la frecuencia

O en función de la velocidad angular

υ = ω.r

LA ACELERACION CENTRIPETA (ac )

También llamada aceleración normal es una magnitud relacionada con el cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento cuando recorre una trayectoria curvilínea. Dada una trayectoria curvilínea la aceleración centrípeta va dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.

LA FUERZA CENTRIPETA (Fc)

Se llama así al componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.

El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica.

Fc = m . ac

Ejemplo

Problema resuelto en el cual se calculan todas las magnitudes fisicas explicadas anteriormente

Link de You Tube https://www.youtube.com/watch?v=jYVyIw_g7sA&feature=youtu.be

 Ejercicios

1) High Roller de Las Vegas

En la actualidad se a desatado una competencia por construi norias cada vez mas grandes. La mas reciente se llama High Roller y es noria más grande del mundo. Se en cuentra en las Vegas EEUU.

Con sus 167 metros de altura, esta gigantesca rueda se mueve a razón de 30 cm por segundo, por lo que rotación completa dura una media hora. Un ritmo perfecto para tomar muchas fotos y no perderse nada. Uno de sus puntos fuertes es el diseño de sus cabinas, con capacidad para 40 personas y forma esférica.

Calcula: 

a) Periodo

b) Frecuencia

c) Rapidez angular

d) Rapidez tangencial

e) Aceleración centrípeta

 2) Un molino de viento es impulsado de manera que da 45 vueltas en un minuto, si sus aspas miden 5 metros. Calcular:

a) Periodo

b) Frecuencia

c) Rapidez angular

d) Rapidez tangencial

e) Aceleración centrípeta

 3) Un motorizado acrobatico da vueltas dentro de una esfera de metal logrando girar de modo que queda invertido completamente en algunos momentos. Si la masa del motorizado y la moto juntos es de 200kg y la esfera tiene un radio de 4 mts. cual tendria que ser como minimo su fuerza centrifuga para no caerse cuando esta invertido. Sabiendo que la fuerza centrifuga y la centripeta tienen el mismo valor. Calcula:

a) Fuerza centrípeta

b) Aceleración centrípeta

c) Rapidez tangencial

d) Rapidez angular

e) Frecuencia

f) Periodo