Movimiento circularuniforme es un tipo de movimiento que ocurre con velocidadescaladaconstante a lo largo de una trayectoria de forma Circular. A pesar de recibir el adjetivo uniforme, este movimiento es acelerado, dado que el cambio en la dirección del vector velocidad implica la existencia de un aceleración centrípeta de dirección radial, cuya dirección apunta al centro de la curva.
Vea también: movimiento uniforme - fórmulas, conceptos, ejercicios
Introducción al movimiento circular uniforme
movimiento circular uniforme (MCU) es aquel en el que una partícula se mueve a lo largo de una trayectoria circular de radio constante. En este tipo de movimiento, tanto el velocidad escalar en cuanto a velocidad angular son constantes, pero el el movimiento esacelerado, ya que en este tipo de trayectoria es necesario tener una aceleración, que apunte en la dirección del radio, siempre hacia el centro de la curva, denominada aceleración centrípeta.
Dado que la trayectoria recorrida en el MCU é Circular, el espacio atravesado (ΔS) por la partícula se puede calcular a partir de un arco de circunferencia, de modo que una vuelta completa tiene una longitud igual a 2πR, donde R representa la magnitud del radio de este círculo.
La velocidad escalar v do movimiento circular uniforme, a su vez, se calcula por la relación entre el espacioviajado (ΔS) y el roturaenhora (Δt), como se muestra a continuación:
En la fórmula anterior, es posible separar las cantidades angulares de las cantidades espaciales. Al hacer esto, otra fórmula para el velocidadescalada. Tal fórmula muestra que el módulo de la velocidad escalar en la que se mueve la partícula se puede calcular a partir del producto entre los velocidadangular (ω) y el radio de trayectoria (R).
LA velocidadangular se llama comúnmente frecuenciaangular y tambien de pulsación. Su unidad de medida es la radianes por segundo (rad / s). Sin embargo, dado que el radián es un medida del ángulo, y no un cantidad física, la unidad de medida de la velocidad angular, estrictamente hablando, es la s-1, que es equivalente a hercios (Hz).
La velocidad angular también está relacionada con otras dos cantidades importantes para los movimientos circulares: frecuencia (f) y período (T). La frecuencia, cuya unidad de medida es también Hz, indica la cantidad de rotaciones que una partícula realiza cada segundo, mientras que el período indica el tiempo necesario para que esta partícula recorra una vuelta completo. Por tanto, la frecuencia y el período son cantidades inversamente proporcionales y están relacionadas entre sí. Mirar:
Aceleración centrípeta en la MCU
LA aceleración centrípeta es el que siempre apunte al centro de la curva realizado por una partícula en movimiento circular. Esta aceleración puede ser producida por un tracción, Fuerza de fricción, fuerza magnética, entre otras.
Como el aceleración escalar, la aceleración centrípeta se mide en Sra². Sin embargo, el significado físico de la aceleración centrípeta es diferente del significado de la aceleración escalar. Mientras que este último indica el variación de la magnitud de la velocidad, la aceleración centrípeta indica una variación en la dirección de la velocidad, gracias al personaje vector de velocidad en movimiento circular.
LA fórmula utilizado para calcular la magnitud de la aceleración centrípeta de una partícula en MCU es como sigue:
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Ejercicios resueltos sobre movimiento circular uniforme
Pregunta 1 -Determine la velocidad angular de una partícula que desarrolla un movimiento circular uniforme en una trayectoria de radio uniforme igual a 0.5 m, con una rapidez constante de 2.0 m / s.
a) 1,5 rad / s
b) 3,0 rad / s
c) 4.0 rad / s
d) 1.0 rad / s
Resolución:
Con base en la información proporcionada por el enunciado del ejercicio, calcularemos la velocidad angular.
Según nuestros cálculos, encontramos que la velocidad angular de esta partícula es igual a 4.0 rad / s, por lo que la alternativa correcta es letra C.
Pregunta 2 - Una partícula en movimiento circular uniforme completa 2 vueltas en una circunferencia con un radio igual a 2.0 m, en un intervalo de tiempo de 4.0 s. Determine el período y la frecuencia de este movimiento.
a) 0,5 Hz y 2,0 s
b) 0,4 Hz y 4,0 s
c) 4.0 Hz y 2.0 s
d) 2,0 Hz y 4,0 s
Resolución:
La declaración establece que la partícula completa 2 rondas en 4.0 segundos, lo que indica que se necesitan 2.0 s para completar cada ronda. Este resultado, por tanto, es el período. La frecuencia, a su vez, se define por la inversa del período y debe ser igual a 1/2, es decir, 0,5 Hz, por lo que la alternativa correcta es letra a.
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Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm