Fisica

Movimiento Circular Uniforme

Movimiento Circular Uniforme (MCU)
El movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.

Ejemplo.
Un automóvil que se mueve con rapidez constante completa una vuelta alrededor de una pista circular (una distancia de 180 metros) en 20 seg.

¿Cuál es la rapidez promedio?

V =distancia = 180m = 9 metros
tiempo 20seg segundos

b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un círculo?

La distancia es igual a 180 metros = 2 π r; donde π= a Pi (3.14) y r=radio
Despejamos el radio:

r = 180 m =28.64 metros
2 π

Y utilizamos la fórmula para calcular fuerza F = m (v2/r); donde
F =fuerza en Newton
V = velocidad (calculada en el inciso a)
r = radio (calculado anteriormente)

F = m * v2 = 1.5kg * (9)2 m2 = 4.24 Newton
r ___seg2____
28.64 m





Movimiento circular uniformemente acelerado
En este tipo de movimiento sobre el objeto actúa una fuerza que puede ser externa o interna; En estemovimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que sí es constante es la aceleración. Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud, en la dirección o en ambos.
¿ Cual debe caer mas pronto: un objeto ligero o uno pesado? subiéndose en una silla y dejando caer a la vez una hoja de papel una bola metálica,esta llega rápidamente al piso, mientras que aquella baja flotando lentamente. Pero si arrugamos el papel, se encuentra, al repetir el experimento, que el papel y la bola llegan al piso casi a la vez
La única diferencia en estos dos experimentos es que el papel apretado presenta una superficie menor a la resistencia del aire.
Todo esto no quiere decir que los cuerpos caigan con movimientouniforme: su velocidad crece conforme van descendiendo. Se ah demostrado que se aceleran en una proporción constante. La aceleración de la gravedad, como se llama la que adquieren los cuerpos a caer en el vacío, es aproximadamente de 9.8m/s2
Ejemplo:
Un Cohete usado para lanzar un satélite acelera 60m/s2, parte desde el reposo (v1=0) y arde durante 180 segundos después de la salida.
Suponiendo quela aceleración sea uniforme la velocidad final (v2) del cohete puede calcularse con la ecuación siguiente.
a = v2 – v1
t
at = v2 – v1
v2=v1+at
Sustituyendo:
V2= 0 m/s + 60 m/s2 x 180 seg
V2 = 10,800 m/s2
La velocidad media del cohete es la semisuma de sus velocidades inicial y final
V=v1+v2
2
Sustituyendo
V = 0 + 10,800 m/seg
2
V=5,400 m/seg
Elrecorrido del cohete se encuentra en la siguiente ecuación:
V= s
t
S = vt
Sustituyendo
S= 5,400 m/seg x 180seg
S= 972000 m = 972km

Aceleración
La aceleración es el cambio de velocidad que se produce en cierto momento de tiempo expresado con la siguiente ecuación:
Aceleración = Cambio de velocidad
Intervalo de tiempo
Ejemplo:
Supongamos que un automóvilque viaja a una rapidez de 80km/h; deseando rebasar a otro vehículo, el conductor oprime el acelerador y en 15 segundos aumenta la magnitud de su velocidad 100km/h.
En este ejemplo, el cambio de velocidad es de 100km/h – 80km/h o sea 20km/. El intervalo de tiempo es de 15 segundos Por lo tanto:
a= 20km/h = 1.3 km/h
15 seg. Seg
Donde: aceleración se representa normalmente poro a.
La aceleracion sera igual a 1.3 km/h
Seg
Si se desea expresar la solución en m y seg sin incluir km ni h se habrá que usar el siguiente método
20 km = 20 1000 = 5.5 m/s2.
h 3600
a= 5.5 m/s2. = 0.36 ___m____ = 0.36m/s2
15 seg. seg. xseg







Velocidad Angular
La velocidad...