FISICA

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME.
1.1. Definiciones.
Según el portal web fisicalab.com, el movimiento circular uniforme (M.C.U.)
es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante.
Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad
no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cadapunto a la trayectoria).
Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular, aunque sí
aceleración normal.
A su vez el sitio web rena.edu.ve aporta que todo 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 intervalosde tiempos iguales, sean estos tiempos grandes o pequeños. Son
ejemplos de movimiento circular uniforme los siguientes: El movimiento del electrón
que gira en torno al núcleo del átomo de hidrógeno; El movimiento de la Luna
alrededor de la Tierra; El movimiento de una partícula dispuesto sobre el plato de un
tocadiscos; El movimiento de un objeto cualquiera que permanece fijo sobre lasuperficie de la Tierra, pues está rota uniformemente alrededor de su eje.
También en la enciclopedia virtual Wikipedia se puede observar que en física,
el movimiento circular uniforme, igualmente denominado movimiento uniformemente
circular, describe el movimiento de un cuerpo atravesando con rapidez constante, una
trayectoria circular. Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no loes:
La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia
de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en
este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.

Recogiendo la información de tres (3) portales web distintos se puede resumir
que el movimiento circular uniforme es aquel en el que el móvilse desplaza en una
trayectoria circular (una circunferencia o un arco de la misma) a una velocidad
constante. Se consideran dos velocidades, la rapidez del desplazamiento del móvil y la
rapidez con que varía el ángulo en el giro.
1.2.Cinemática del MCU en mecánica clásica.
1.2.1. Ángulo y velocidad angular
El ángulo abarcado en un movimiento circular es igual al cociente entre la
longituddel arco de circunferencia recorrida y el radio. La longitud del arco y el radio
de la circunferencia son magnitudes de longitud, por lo que el desplazamiento angular
es una magnitud adimensional, llamada radián. Un radián es un arco de circunferencia
de longitud igual al radio de la circunferencia, y la circunferencia completa tiene 2\pi\,
radianes. La velocidad angular es la variación deldesplazamiento angular por unidad
de tiempo:

Partiendo de estos conceptos se estudian las condiciones del movimiento
circular uniforme, en cuanto a su trayectoria y espacio recorrido, velocidad y
aceleración, según el modelo físico cinemático.
1.2.2. Posición.
Se considera un sistema de referencia en el plano x,y, con vectores unitarios
en la dirección de estos ejes
de giro

. La posiciónde la partícula en función del ángulo

y del radio r es en un sistema de referencia cartesiano x,y:

De modo que el vector de posición de la partícula en función del tiempo es:

: es el vector de posición de la partícula.
: es el radio de la trayectoria.
Al ser un movimiento uniforme, a iguales incrementos de tiempo le
corresponden iguales desplazamientos angulares, lo que se definecomo velocidad
angular (ω):

El ángulo (φ), debe medirse en radianes:

donde s es la longitud del arco de circunferencia.
Según esta definición:
1 vuelta = 360° = 2 π radianes
½ vuelta = 180° = π radianes
¼ de vuelta = 90° = π /2 radianes

1.2.3 Velocidad tangencial.
La velocidad se obtiene a partir del vector de posición mediante derivación
tangencial:

La relación entre la...