Fisica

Movimiento y Dinámica circular

ÍNDICE Página • Introducción 3 • Movimiento circular 4 • Movimiento circular uniforme 4 ♦ Velocidad angular 5,6 ♦ Radián 5 ♦ Período 6 ♦ Frecuencia 6 ♦ ¿Es lo mismo decir rotación o revolución? 7 ♦ Algunos conceptos claves para entender lo que sigue, son: 7 ♦ Rapidez Lineal o velocidad tangencial 8 • Dinámica circular 9 ♦ Aceleración centrípeta 9 ♦ Cálculo de laaceleración centrípeta 10 ♦ Fuerza centrípeta 11,12 ♦ Fuerza centrífuga 13 ♦ Inercia rotacional y momento de inercia 13 ♦ Fórmulas para la inercia rotacional 14 ♦ Momento angular 14 ♦ Conservación del momento angular 15 ♦ Ley de la gravitación universal 16 ♦ Energía Potencial gravitatoria 16,17,18 ♦ El campo gravitatorio terrestre 19 • Glosario 20,21,22 • Conclusión 23 • Bibliografía 24INTRODUCCIÓN En un carrusel, ¿Qué caballos se mueven más aprisa: los que están más cerca del borde exterior o los que están cerca del centro? ¿Por qué no caen los ocupantes de un juego mecánico giratorio cuando la plataforma se levanta? Si haces girar una lata atada al extremo de un cordel en una trayectoria circular sobre tu cabeza y el cordel se rompe, ¿Volará la lata directamente hacia fuera o continuarácon su movimiento sin cambiar de dirección?. Estas y muchas otras preguntas van con relación a lo que en este trabajo se abordará

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MOVIMIENTO CIRCULAR Un movimiento circular es aquel en que la unión de las sucesivas posiciones de un cuerpo a lo largo del tiempo (trayectoria) genera una curva en la que todos sus puntos se encuentran a la misma distancia R de un mismo punto llamado centro.Este tipo de movimiento plano puede ser, al igual que el movimiento rectilíneo, uniforma o acelerado. En el primer caso, el movimiento circunferencial mantiene constante el módulo de la velocidad, no así su dirección ni su sentido. De hecho, para que el móvil pueda describir una curva, debe cambiar en todo instante la dirección y el sentido de su velocidad. Bajo este concepto, siempre existeaceleración en un movimiento circunferencial, pues siempre cambia la velocidad en el tiempo, lo que no debemos confundir, es que si un movimiento circular es uniforme es porque su rapidez es constante. MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME Cuando un objeto gira manteniendo su distancia a un punto fijo, llamado centro de giro, de manera que su rapidez lineal es constante, diremos que tiene un movimientocircunferencial uniforme (M.C.U.). En un MCU, el cuerpo que gira describe arcos de circunferencia iguales en tiempos iguales. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de un carrusel de un parque de diversiones. En el MCU el módulo de la velocidad no cambia (por ser uniforme), pero si la dirección (por ser curvilíneo). La velocidad es un vector tangente a la trayectoria circular, por lo que esperpendicular al radio. Imaginémonos que el móvil A describe una circunferencia de centro O y Radio OA = R. Si en el intervalo de tiempo t el móvil se ha desplazado desde A hasta B, el desplazamiento angular es .

VELOCIDAD ANGULAR La velocidad angular del móvil es el ángulo descrito por el radio en la unidad de tiempo, o sea: Velocidad angular = desplazamiento angular Intervalo de tiempo Designándola porla letra , tendremos: = t La velocidad angular indica que tan rápido gira un cuerpo, se puede medir en grados por segundo (°/s). Sin 2

embargo, se expresa en radianes por segundo (rad/s). Un RADIÁN es el ángulo del centro comprendido en un arco de circunferencia cuya longitud es igual al radio de ella (R). En un ángulo completo de 360° hay exactamente 2 radianes, entonces un radián equivale a57,3° aprox. , para hacer más fácil nuestro trabajo, adjuntamos a continuación una tabla de equivalencias de radianes y grados: Grados 360° 180° 90° 60° 45° 30° 57,3° Radianes 2 rad rad /2 rad /3 rad /4 rad /6 rad 1 rad

Gracias a los radianes, podemos calcular la medida de un arco de circunferencia, que es un segmento de la misma circunferencia, cuya longitud se puede estimar conociendo el...