Dinamica del movimiento circular

ÍNDICE DEL TRABAJO

Tema 5. DINÁMICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR 2
5.1 Movimiento circular 2
5.1.1 Ecuación de la dinámica del movimiento circular 2
5.1.2 Sistema de Referencia Inercial 3
5.1.3 Sistema de Referencia No Inercial 3
5.2 Estabilidad de un vehículo 3
5.2.1 Curva sin peralte 3
5.2.2 Curva con peralte 4
5.2.2.1 Analicemos el problema desde el punto de vista delobservador inercial. 4
5.2.2.2 Las fuerzas que interviene son: 5
5.3 Construcción de una tabla 5

Tema 5. DINÁMICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR
Movimiento circular
Ecuación de la dinámica del movimiento circular

Figura 5.1. Movimiento circular
En el estudio del movimiento circular uniforme, hemos visto que la velocidad del móvil no cambia de módulo pero cambia constantemente de dirección.El móvil tiene una aceleración que está dirigida hacia el centro de la trayectoria, denominada aceleración normal y cuyo módulo es

La segunda ley de Newton afirma, que la resultante de las fuerzas F que actúan sobre un cuerpo que describe un movimiento circular uniforme es igual al producto de la masa m por la aceleración normal an.
F=m an
En el applet de más abajo, simulamos una práctica delaboratorio que consiste en medir con ayuda de un dinamómetro la tensión de la cuerda que sujeta a un móvil que describe una trayectoria circular.
El dinamómetro está situado en el eje de una plataforma móvil y su extremo está enganchado a un móvil que gira sobre la plataforma.

Figura 5.2. Dinamómetro y plataforma móvil
Sistema de Referencia Inercial

Desde el punto de vista de unobservador inercial, el móvil describe un movimiento circular uniforme. El móvil cambia constantemente la dirección de la velocidad, aunque su módulo permanece constante. La fuerza necesaria para producir la aceleración normal es
F=m2R
Esta será la fuerza que mide el dinamómetro tal como vemos en la parte derecha de la figura.

Sistema de Referencia No Inercial
Desde el punto de vista del observadorno inercial situado en el móvil, éste está en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas. La tensión de la cuerda  F y la fuerza centrífuga Fc. La fuerza centrífuga es el producto de la masa por la aceleración centrífuga.
Fc=m2R
La fuerza centrífuga, no describe ninguna interacción entre cuerpos, como la tensión de una cuerda, el peso, la fuerza de rozamiento, etc. La fuerza centrífuga surge alanalizar el movimiento de un cuerpo desde un Sistema de Referencia No Inercial (acelerado) que describe un movimiento circular uniforme.
Estabilidad de un vehículo
En esta página, se describe la dinámica del movimiento circular de un vehículo que describe una curva sin peralte.
Primero, consideramos el vehículo como una partícula. Luego, estudiamos la estabilidad de un vehículo con unasdeterminadas dimensiones y con una determinada distribución de carga.
Curva sin peralte
Un automóvil describe una trayectoria circular de radio R con velocidad constante v.
Una de las principales dificultades que se presenta a la hora de resolver este problema es la de separar el movimiento tangencial (uniforme con velocidad constante) del movimiento radial del vehículo que es el que trataremos deestudiar.
Fundamentos físicos
Suponemos que el vehículo describe una trayectoria circular de radio R con velocidad constante v. Para un observador inercial, situado fuera del vehículo, las fuerzas que actúan sobre el móvil son:
* el peso
* la reacción de la carretera
* la fuerza de rozamiento.
Esta última, es la que hace que el vehículo describa una trayectoria circular.

Figura5.3. Curva sin peralte
Como hay equilibrio en sentido vertical la reacción del plano es igual al peso
N=mg
Aplicando la segunda ley de Newton al movimiento en la dirección radial

Siendo v la velocidad del móvil y R el radio de la circunferencia que describe
A medida que se incrementa la velocidad v, se incrementa la fuerza de rozamiento Fr hasta que alcanza un valor máximo dado por el...