Movimiento Circular Uniforme

Movimiento Circular Uniformemente Acelerado


Mecánica II


Jonathan Hernán Rivas Organista
Cristian Eduardo Patiño Aguilar
Juan Manuel Bickel Solano
Luis Eduardo Caballero Herrera



Licenciado Eduardo Garzón


Departamento de Física
Facultad de Ciencia y Tecnología
Universidad Pedagógica Nacional




Bogotá, Abril 2013
Introducción

El movimiento circular uniforme yuniformemente acelerado presentado en [1], nos expone la idea inicialmente de cómo en un movimiento circular con una rapidez constante (suponga un movimiento circular con rapidez constante o uniforme como el movimiento detallado y observado en las aspas de un ventilador, al cabo de un tiempo, se puede observar que se mueven igual sin algún cambio), igualmente tiene una aceleración ¿Cómo?, bueno siel movimiento uniforme que aquí trabajamos, denota una aceleración producida por el cambio en la dirección de la velocidad, velocidad a la cual un punto sobre el radio está sometida y es perpendicular (a lo cual llamamos velocidad tangencial porque es en dirección tangencial siempre a la trayectoria) a dicho radio que describe la trayectoria circular; como antes hemos observado, la velocidad tieneun comportamiento vectorial, así pues, toda variación de la velocidad en el tiempo produce una aceleración, sorprendidos estamos al descubrir que la velocidad cambia su dirección al cabo de un tiempo, y es por ello que se produce una aceleración centrípeta (una aceleración que se presenta hacia el centro del circulo continuo o discontinuo formado por la trayectoria), a esto podemos asociarle unafuerza gracias a la segunda ley de newton, porque toda aceleración es causada por una fuerza, suponga un cuerpo amarrado de dichas aspas antes mencionadas, cuando se mueven podemos decir que el cuerpo tiene una fuerza que lo mantiene en su trayectoria circular y que si por alguna razón las aspas desaparecieran (o el cuerpo se soltara de estas) este cuerpo sale recto por la tangente pero conrapidez constante, pero no entraremos mucho en detalle ya que, por supuesto, trabajamos algo que llamamos cinemática rotacional, que se relaciona de la siguiente manera:
Suponga una pista con corredores de maratón, se ha preguntado alguna vez ¿por qué las pistas empiezan unas más adelante que otras? y ¿por qué la meta es una más delante que la otra?, todo esto es debido a todo el tema que aborda lacinemática rotacional, que a continuación daremos detalle para poder entrar a informaros del montaje que queremos realizar para afianzar más su conocimiento acerca de este hermoso fenómeno como lo es el del movimiento circular y todas sus variantes; como esto es un informe contextualizado la teoría presentada a continuación no será demostrada, pero si comprobada mediante ejemplos que obliguen a suimaginación poder comprender lo fenómenos aquí estipulados, para esto comenzaremos por decir por qué la rapidez promedio es mayor en movimientos cuyo radio de trayectoria circular es mayor y llegan al mismo lugar al mismo tiempo que uno de menor radio, si usted recuerda cuando un círculo tiene mayor radio, su perímetro es mayor por ende la distancia que debe recorrer un cuerpo para barrer dichatrayectoria es mayor, ahora si lo comparamos con un cuerpo que recorra una distancia, o sea una trayectoria circular con un radio menor y llega a un mismo ángulo en el mismo intervalo de tiempo que uno de mayor radio (a lo cual llamaremos congruencia de trayectorias circulares), entonces la rapidez definida como la distancia recorrida por un tiempo determinado en recorrer una vuelta o revolución quellamaremos período, será directamente proporcional al radio, si imagina un tocadiscos tal vez con varias monedas puestas alineadamente sobre el disco observara que cuando la moneda más alejada del centro del disco parece un poco más veloz que la que está más próxima a este pero sin desplazarse del alineamiento, esto es debido a como mencionamos antes debe recorrer una mayor distancia, ahora sin...