INSTITUCIÓN EDUCATIVA GENERAL SANTANDER FÍSICA GRADO DÉCIMO MATERIAL DE APOYO MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (M.C.U)

Transcripción

1 1 INSTITUCIÓN EDUCATIVA GENERAL SANTANDER FÍSICA GRADO DÉCIMO MATERIAL DE APOYO MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (M.C.U) Es el movimiento de una partícula que describe una circunferencia recorriendo espacios o arcos iguales en tiempos iguales. Una vuelta a la circunferencia también se llama oscilación o revolución. Nota: Cada magnitud del MCU puede representarse de la misma manera en varias fórmulas diferentes, siendo cualquiera de ellas igualmente válidas. PERIODO Es el tiempo que tarda la partícula en dar una vuelta completa. Se representa por T y se mide en segundos (seg): FRECUENCIA Es la cantidad de vueltas que recorre la partícula en la unidad de tiempo (1 segundo). Se representa por f y se mide en 1/seg ó seg -1, que se llaman Herzios (Hz): 1 Hz = 1 seg -1

2 2 Entre el periodo y la frecuencia, se tiene que son inversos. VELOCIDAD Existen dos tipos de velocidades: VELOCIDAD LINEAL O TANGENCIAL: Es la velocidad propia de la partícula cuya magnitud es constante, pero su dirección cambia ya que siempre es tangente a la circunferencia. VELOCIDAD ANGULAR: Es el ángulo que se recorre en cierta cantidad de tiempo. Se representa con la letra griega ω (omega minúscula), así: θ = ángulo recorrido t = tiempo

3 3 Observación: La Velocidad Angular también se llama Frecuencia Angular, ya que ambas se miden en Herzios o seg -1. ACELERACIÓN En el MCU, la velocidad lineal permanece constante, y por lo tanto NO hay aceleración tangencial, sólo hay aceleración centrípeta: ac = aceleración centrípeta FUERZA CENTRÍPETA Es la fuerza necesaria para producir un Movimiento Circular Uniforme (MCU). Su dirección es perpendicular a la velocidad lineal y está dirigida hacia el centro de la circunferencia: FC = fuerza centrípeta m = masa de la partícula

4 4 Efecto de la Fuerza Centrípeta es cambiar la dirección de la velocidad lineal sin cambiar su magnitud, produciendo la Aceleración Centrípeta. Cuando una partícula con Movimiento Circular Uniforme (MCU) se suelta en un instante dado, ésta escapa por la línea tangente a ese punto y continúa con un Movimiento Continuo (MUC). Este escape se produjo por la acción de la llamada FUERZA CENTRIFUGA, la cual es consecuencia de la tercera ley de Newton (acción y reacción) de la Fuerza Centrípeta, es decir, mientras que la Fuerza Centrípeta apunta hacia el centro de la circunferencia, la Fuerza Centrífuga apunta en sentido opuesto, desde la partícula hacia el exterior. Ambas fuerzas, centrípeta y centrífuga, al poseer igual magnitud, pero dirección opuesta, permiten que la partícula se escape con una dirección perpendicular a ellas, es decir, tangencialmente a la circunferencia.

5 5 APLICO LO APRENDIDO 1. Cuál es la velocidad, en rad/s, de una rueda que gira a 300 r.p.m.? Si el diámetro de la rueda es de 90 cm calcular la velocidad lineal en un punto de su periferia. 2. Siendo 30 cm el radio de las ruedas de un coche y 900 las revoluciones que dan por minuto, calcúlese: a) la velocidad angular de las mismas; b) la velocidad del coche en m/s y en km/h. 3. Un coche circula a una velocidad de 90 Km/h, si el radio de las ruedas del coche es de 30 cm calcular su velocidad lineal en m/s. b) la velocidad angular de las ruedas en rad /s y r.p.m. 4. La rueda de una bicicleta tiene 30 cm de radio y gira uniformemente a razón de 25 vueltas por minuto. Calcula: a) La velocidad angular, en rad/s. b) La velocidad lineal de un punto de la periferia de la rueda. c) Angulo girado por la rueda en 30 segundos d) número de vueltas en ese tiempo. 5. Un satélite describe un movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra. Si su velocidad angular es de 0,5 vueltas por hora, calcula el número de vueltas que da en un día. 6. Un ciclista recorre 5,4 km en 15 min a velocidad constante. Si el diámetro de las ruedas de su bicicleta es de 80 cm, calcula: a) la velocidad angular de las ruedas. b) el número de vueltas que dan las ruedas en ese tiempo. 7. Las aspas de un ventilador giran uniformemente a razón de 90 vueltas por minuto. Determina: a) su velocidad angular, en rad/s; b) el número de vueltas que darán las aspas en 5 min. c) Su periodo d) su frecuencia.