movimiento circular uniforme

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME


I. INTRODUCCIÓN

En esta experiencia analizamos uno de los temas de la cinemática que es movimiento circunferencial uniforme, que es uno de los movimientos más simples del movimiento circunferencial.
En donde la partícula realiza recorridos iguales en intervalos de tiempo iguales en forma circular.
Como es caso por ejemplo de los satélites queorbitan alrededor de la Tierra realiza movimientos circunferenciales uniformes (aproximadamente).
También analizaremos en esta experiencia, ha otras dos magnitudes que intervienen en movimiento como es el periodo y la frecuencia. Gracias estas dos magnitudes podemos calcular la el tiempo que realiza dicha partícula en dar una vuelta y el numero de vuelta, revoluciones o ciclos que realiza unapartícula por cada unidad de tiempo.
Por ultimo estudiaremos la fuerza centrípeta que se presenta por acción de la aceleración centrípeta y la masa del cuerpo que realiza el movimiento circunferencial uniforme.











II. EQUIPOS Y MATERIALES

Equipo completo de movimiento circular.
Juego de pesas
Portapesas
Regla
Balanza
Cronómetro.
















III.FUNDAMENTO TEÓRICO


Cuando una masa M describe un movimiento circular uniforme, está sometida a una aceleración que se encuentra en el plano determinado por la trayectoria y dirigida hacia su centro. Esta aceleración es llamada aceleración centrípeta.
Si existe aceleración centrípeta, existe la llamada fuerza centrípeta Fc. Esta fuerza centrípeta también está dirigida hacia el centro de latrayectoria y es responsable del cambio de dirección del vector velocidad V.
La magnitud de la aceleración centrípeta es:

ac = V2 ...................... (1)
R

Donde V es la rapidez (constante) y R es el radio de la trayectoria circular
La aceleración centrípeta en función de la frecuencia angular  es igual a:ac = 2 R .......... (2)

La aceleración centrípeta en función de la frecuencia f y el radio de la trayectoria circular R es igual a:
42 f 2 R .................... (3)

Por la Segunda Ley de Newton, la magnitud de la fuerza centrípeta Fc será de la forma siguiente:
Fc = 42 f 2 RM ................. (4)






IV.PROCEDIMIENTO

Recomendación cada caso corresponde a un radio determinado de giro, por lo que debe hacer las medidas para cada parte del procedimiento sin variar el radio.
PRIMERA PARTE: Determinación del valor de la fuerza centrípeta a partir de medidas de la frecuencia f, del radio R y de la masas M del móvil.

1. Antes de operar el equipo determine el valor de la masa M haciendo uso de labalanza.

2. Desconecte el resorte de la masa. Elija un radio de giro mediante el indicador. Ajuste los tornillos que aseguren la base del indicador. Con la regla mida dicho radio.

3. Corra el eje del cual pende la masa M (móvil), hasta que el indicador coincida con la punta del extremo inferior de esta masa. Ajuste el tornillo en dicha posición.

4. Corra el contrapeso hasta que lo ubiqueaproximadamente a la misma distancia del eje vertical como lo esté la masa M hasta lograr el equilibrio y luego ajuste el tornillo del contrapeso en dicha posición.


5. Vuelva a conectar el resorte a la masa M.

6. Haga rotar el eje vertical y aumente la velocidad de giro de la masa M hasta que la punta de ésta pase exactamente por encima del indicador del radio de giro. Trate de mantener estaposición dándole suaves impulsos al eje vertical, de esta manera la masa M estará describiendo muy aproximadamente un movimiento circular uniforme en un plano horizontal. Observe la Figura 1.









M


R



Figura 1

7. Utilice el cronómetro para medir el tiempo t que demora la masa M en realizar 10, 20 ó 50 revoluciones.

El valor de la frecuencia f es...