Los movimientos más sencillos son los movimientos rectilíneos uniformes. Movimientos más complicados pueden ser estudiados como la composición de movimientos rectilíneos elementales.
Movimiento Rectilíneo Uniforme
Un automóvil se desplaza con una rapidez de 30 m por segundo, con movimiento rectilíneo uniforme.
Los dos automóviles de la figura parten desde un mismo punto, con movimiento rectilíneo uniforme. El amarillo (móvil A) se desplaza hacia el norte a 90 km por hora, y el rojo (móvil B), hacia el sur a 80 km por hora.
Movimiento Circular Uniforme (MCU)
El movimiento circular describe una trayectoria circular. En este capítulo, exploraremos el movimiento circular "uniforme".
¿Qué significa "uniforme"? Significa que la partícula recorre arcos de la circunferencia iguales en tiempos iguales. Por lo tanto, estudiaremos el tiempo empleado por un móvil con movimiento circular.
Conceptos Clave en el MCU
- Período (T): Es el tiempo que tarda el móvil en dar una vuelta completa. Se expresa en unidades de tiempo (s).
- Frecuencia (f): Es el número de vueltas o revoluciones por unidad de tiempo.
- VELOCIDAD ANGULAR (ω): Representa la variación del ángulo con respecto al tiempo. La velocidad angular permanece constante en el MCU.
Velocidad Tangencial
La velocidad tangencial es una magnitud con dirección y sentido. Se define velocidad tangencial como la tasa entre el arco recorrido por la partícula y el tiempo empleado en cubrir dicha distancia.
Aunque el movimiento circular sea uniforme y su rapidez sea constante, su velocidad es variable y por lo tanto es acelerado. Recuerda que la rapidez es una magnitud escalar que no cambia durante el MCU, mientras que la velocidad es un vector que sí cambia constantemente. La magnitud de la velocidad tangencial permanece constante.
La velocidad tangencial varía; ya que en cada punto tiene diferente dirección y eso produce una aceleración denominada “aceleración centrípeta”. El valor de la aceleración es igual en cada punto de la trayectoria, aunque su dirección siempre esté dirigida hacia el centro.
Aceleración Centrípeta
La aceleración centrípeta (también llamada aceleración normal) es una magnitud relacionada con el cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento cuando recorre una trayectoria curvilínea. Dada una trayectoria curvilínea la aceleración centrípeta va dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.
Transmisión del Movimiento Circular
Los engranajes y poleas provistas de correas son máquinas que permiten transmitir el movimiento de rotación de una rueda a otra.
Las ruedas o engranajes tienen velocidades lineales iguales. De la fórmula, se deduce que: Las velocidades angulares de las dos ruedas son inversamente proporcionales a sus radios respectivos.
Las ruedas 2 y 3 poseen la misma rapidez angular, debido a que están unidas. Las ruedas 3 y 4 poseen la misma rapidez tangencial.
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