Movimiento
circular uniforme
En Cinemática, el
movimiento circular es el que se basa en un eje de giro y radio constante, por
lo cual la trayectoria es una circunferencia. Además, la velocidad de giro es
constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso
particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante.
El Movimiento Circular
Uniforme es aquel en el que el móvil se desplaza en una trayectoria circular
(una circunferencia o un arco de la misma) a una velocidad constante. Se
consideran dos velocidades, la rapidez del desplazamiento del móvil y la
rapidez con que varía el ángulo en el giro.
En
física, el movimiento circular uniforme (MCU) describe el movimiento de un
cuerpo atravesando, con rápidez constante, una trayectoria circular.
Aunque
la rápidez del objeto es constante, su velocidad (V) no lo es: la velocidad,
una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de
dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleracion (a) que,
si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.
El movimiento circular uniformemente acelerado
(MCUA), se relaciona con el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
(MRUA), ya que para este último se presenta una distancia lineal determinada
(x) la cual podemos relacionar en el movimiento circular con una
distancia angular determinada (ϴ), por otra parte,
en el MRUA encontramos una velocidad lineal (v) que aumenta a través del
tiempo, la cual relacionamos con el MCUA que posee una velocidad angular (ω).
También, en el MRUA tenemos una aceleración constante (a) en determinado
intervalo de tiempo (t); la cual podemos relacionar en el MCUA con una
aceleración angular constante (α). Por otro lado, la fuerza (F) necesaria para
que se dé el MRUA se relaciona con el MCUA mediante la fuerza centrípeta (Fc)
(Martén, 07/10/2010) La relación de las ecuaciones de MRUA con MCUA
El movimiento
circular uniformemente acelerado, MCUA, es un caso particular de la velocidad y la
aceleración angular, es un movimiento circular cuya aceleración α es constante.
Módulo del vector velocidad es constante en un movimiento circular uniforme.
Este
movimiento se presenta cuando un móvil con trayectoria circular aumenta o disminuye
en cada unidad de tiempo su velocidad angular en forma constante, por lo que su
aceleración angular permanece constante.
Un movimiento circular uniformemente acelerado es
aquel en que para intervalos iguales de tiempo, se recorren ángulos diferentes.
Las distintas ecuaciones que definen
este movimiento son:
- Ecuación del movimiento: relaciona
el ángulo recorrido con el tiempo, es similar la de un movimiento rectilíneo
pero con el ángulo en vez de la posición.
- Ecuación de la velocidad angular: nos
relaciona la velocidad angular con el tiempo, es similar a la del movimiento
rectilíneo:
Podemos combinar las ecuaciones
anteriores para relacionar la velocidad angular con el ángulo de giro:
Por último veamos la ecuación de la aceleración
tangencial
La aceleración normal será igual que la
que vimos en el movimiento circular:
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