MOVIMIENTO CIRCULAR
Movimiento
circular uniforme
Un cuerpo realiza un movimiento circular uniforme (m.c.u.) cuando
su trayectoria es una circunferencia y su velocidad angular es
constante.
La Naturaleza y tu día a día están
llenos de ejemplos de movimientos circulares uniformes (m.c.u.). La
propia Tierra es uno de ellos: da una vuelta sobre su eje cada 24 horas. Los
viejos tocadiscos o un ventilador son otros buenos ejemplos de m.c.u.
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 cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir
que no tiene aceleración
tangencial ni aceleración
angular, aunque sí aceleración
normal.
Eligiendo el origen de coordenadas
para estudiar el movimiento en el centro de la circunferencia, y conociendo su
radio R, podemos expresar el vector de posición en la forma:
r→=x⋅i→+y⋅j→=R⋅cos(φ)⋅i→+R⋅sin(φ)⋅j→
De esta manera, la posición y el
resto de magnitudes cinemáticas queda definida por el valor de φ en cada
instante.
Algunas de las principales
características del movimiento circular uniforme (m.c.u.) son
las siguientes:
- La velocidad
angular es constante (ω = cte)
- El vector
velocidad es tangente en cada punto a la trayectoria
y su sentido es el del movimiento. Esto implica que el movimiento cuenta
con aceleración normal
- Tanto
la aceleración angular (α) como la aceleración
tangencial (at) son nulas, ya que la rapidez o
celeridad (módulo del vector velocidad) es constante
- Existe
un periodo (T), que es el tiempo que el cuerpo emplea en dar
una vuelta completa. Esto implica que las características del movimiento
son las mismas cada T segundos. La expresión para el cálculo del periodo
es T=2π/ω y es sólo válida en el caso de los
movimientos circulares uniformes (m.c.u.)
- Existe
una frecuencia (f), que es el número de vueltas que da el
cuerpo en un segundo. Su valor es el inverso del periodo.
Ejemplos.
Cuando una
partícula se mueve describiendo una circunferencia con una rapidez
constante, se trata de un movimiento circular uniforme. Aunque la rapidez
del objeto es constante, su velocidad cambia de dirección, lo que significa que
hay aceleración presente y aunque no varía el módulo de la velocidad si varia
su dirección. Este tipo de movimiento tiene un eje y un radio que no varían de
medida.
El
movimiento circular uniforme está presente en diversos elementos de la vida
cotidiana que giran. Como los siguientes:
1. Un
lavarropas que realiza el ciclo de lavado.
2. Las
aspas de un ventilador encendido.
3. Las
ruedas de una bicicleta en movimiento.
4. Un
antiguo tocadiscos.
5. Las
manecillas de un reloj.
6. Un
carrusel de Feria.
7. Las
hélices de un helicóptero o avión.
8. El
tubo de un tomógrafo helicoidal.
9. La
turbina de una máquina de algodón de azúcar.
10. Un país que se
encuentre en el Ecuador del planeta tierra.
Guía
de ejercicios m.c.u
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