Movimiento circular uniforme

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Movimiento circular uniforme.

Un objeto físico realiza un movimiento circular uniforme cuando describe circunferencias de radio determinado con rapidez constante. Es decir, el objeto físico recorre en la circunferencia arcos iguales en intervalos de tiempo grandes o pequeños.

Son ejemplos de movimiento circular uniforme los siguientes: el movimiento del electrón que gira en torno delnúcleo del átomo de hidrogeno, el movimiento de una partícula de polvo o de cualquier otro pequeño objeto dispuesto sobre el plato de un tocadiscos, el movimiento de un objeto cualquiera que permanece fijo sobre la superficie de la Tierra, pues esta rota uniformemente alrededor de su eje.

Velocidad tangencial
En un movimiento circular uniforme la velocidad tangencial cambia continuamente dedirección y sentido, pero la rapidez o modulo de la velocidad tangencial es constante
D V4

R
O


V 3C A

V1

V2B
Fig: 1

En esta figura se indica un objeto físico cualquiera que describe circunferencias de centro O y radio R con movimiento circular uniforme, en el mismo sentido de las agujas del reloj.
La velocidad tangencial o lineal es aquella que tiene el objeto físico en un instante cualquiera del movimiento circular. Se presenta por un vector tangente a la circunferencia en el punto que seconsidere. En esta figura se ha representado la velocidad tangencial o lineal en los puntos A, B, C y D.

Puede observarse que en el movimiento circular uniforme la velocidad tangencial o lineal no es constante, pues el vector que representa dicha velocidad cambia continuamente de dirección y sentido. Sin embargo, la rapidez (modulo de velocidad tangencial) permanece constante, pues la longitud delvector velocidad tangencial no varia.

La rapidez o modulo de la velocidad tangencial en un movimiento circular uniforme se mide por el cociente entre el arco descrito por el móvil y el tiempo empleado en describirlo (Ecuación análoga de la rapidez en el movimiento rectilíneo uniforme):

V=d
T

d: arco descrito por el móvil
t: tiempo empleado en describir dicho arco

Si el móvilparte de A y da una vuelta completa volviendo al punto A, el arco descrito es de d= 2 πR (longitud de la circunferencia). Si el móvil parte de A y da n vueltas completas, el arco descrito es d= 2πR.n. Si este arco es descrito en un tiempo t, la rapidez o modula de la velocidad tangencial o lineal es:

v=2πR.nt

La rapidez o modulo de la velocidad tangencial viene expresada en unidades de longitudsobre unidades de tiempo:
(cm/seg; m/seg; km/h; etc)

PROBLEMA

Un disco de 20 cm de diámetro da 45 vueltas en 1 minuto. Si el movimiento es circular, calcular la rapidez o modulo de la velocidad tangencial de un punto del borde del disco.
Datos e incognitas:
D= 20 cm
N= 45 vueltas
T= 1 minuto
V=?

Solucion:

v=2π.R.nt

v= 2 . 3,14 .10cm .4560 seg

v= 47,1 cm
segVelocidad angular
R
0 α

A

B

Fig: 2
En esta figura se considera un objeto físico que describe circunferencias de centro 0 y radio R con movimiento circular uniforme. Si en un intervalo de...
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