fisica elemental

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FISICA FISICA ELEMENTAL ELEMENTAL

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FISICA FISICA ELEMENTALELEMENTAL

Dinámica del movimiento circular Dinámica del movimiento circular

Ecuación de la dinámica del movimiento circular Ecuación de la dinámica del movimiento circular En el estudio del En el estudio del movimiento circular uniformemovimiento circular uniforme, ,

hemos visto que la velocidad del móvil no cambia de hemos visto que la velocidad del móvil no cambia de módulo pero cambia constantemente de dirección. El módulo pero cambia constantemente de dirección. El móvil tiene una aceleración que está dirigida hacia el móvil tiene una aceleración que está dirigida hacia el centro de la trayectoria, denominada aceleración centro de la trayectoria, denominada aceleración normal y cuyo módulo es normal y cuyo módulo es

La segunda ley de Newton afirma, que la La segunda ley de Newton afirma, que la resultante de las fuerzas resultante de las fuerzas FF que actúan sobre un que actúan sobre un cuerpo que describe un movimiento circular cuerpo que describe un movimiento circular uniforme es igual al producto de la masa uniforme es igual al producto de la masa mm por por la aceleración normal la aceleración normal anan..

F=m anF=m an En el applet de más abajo, simulamos una En el applet de más abajo, simulamos una

práctica de laboratorio que consiste en medir práctica de laboratorio que consiste en medir con ayuda de un dinamómetro la tensión de la con ayuda de un dinamómetro la tensión de la cuerda que sujeta a un móvil que describe una cuerda que sujeta a un móvil que describe una trayectoria circular.trayectoria circular.

El dinamómetro está situado en el eje de una El dinamómetro está situado en el eje de una plataforma móvil y su extremo está plataforma móvil y su extremo está enganchado a un móvil que gira sobre la enganchado a un móvil que gira sobre la plataforma plataforma

                                                     

Sistema de Referencia InercialSistema de Referencia Inercial

Desde el punto de vista de un observador inercial, el Desde el punto de vista de un observador inercial, el móvil describe un movimiento circular uniforme. El móvil describe un movimiento circular uniforme. El móvil cambia constantemente la dirección de la móvil cambia constantemente la dirección de la velocidad, aunque su módulo permanece constante. La velocidad, aunque su módulo permanece constante. La fuerza necesaria para producir la aceleración normal esfuerza necesaria para producir la aceleración normal es

F=mw2RF=mw2R Esta será la fuerza que mide el dinamómetro tal Esta será la fuerza que mide el dinamómetro tal

como vemos en la parte derecha de la figura.como vemos en la parte derecha de la figura.

Sistema de Referencia No InercialSistema de Referencia No Inercial

Desde el punto de vista del observador no inercial Desde el punto de vista del observador no inercial situado en el móvil, éste está en equilibrio bajo la situado en el móvil, éste está en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas. La tensión de la cuerda acción de dos fuerzas. La tensión de la cuerda FF y la y la fuerza centrífuga fuerza centrífuga FcFc. La fuerza centrífuga es el . La fuerza centrífuga es el producto de la masa por la producto de la masa por la aceleración centrífugaaceleración centrífuga..

Fc=mw2RFc=mw2R La fuerza centrífuga, no describe ninguna interacción La fuerza centrífuga, no describe ninguna interacción

entre cuerpos, como la tensión de una cuerda, el peso, entre cuerpos, como la tensión de una cuerda, el peso, la fuerza de rozamiento, etc. La fuerza centrífuga surge la fuerza de rozamiento, etc. La fuerza centrífuga surge al analizar el movimiento de un cuerpo desde un al analizar el movimiento de un cuerpo desde un Sistema de Referencia No Inercial (acelerado) que Sistema de Referencia No Inercial (acelerado) que describe un movimiento circular uniforme.describe un movimiento circular uniforme.

ActividadesActividades

Se introduce Se introduce El radio El radio RR de la trayectoria circular (cm), en el control de la trayectoria circular (cm), en el control

de edición titulado de edición titulado RadioRadio La masa de la partícula (g), en el control de edición La masa de la partícula (g), en el control de edición

titulado titulado MasaMasa La velocidad angular de rotación (rad/s), en el control La velocidad angular de rotación (rad/s), en el control

de edición titulado de edición titulado V. angularV. angular, o actuando con el , o actuando con el puntero del ratón en la barra de desplazamiento puntero del ratón en la barra de desplazamiento

Se pulsa el botón titulado Se pulsa el botón titulado EmpiezaEmpieza

Observamos el movimiento del cuerpo. Una flecha sobre la Observamos el movimiento del cuerpo. Una flecha sobre la partícula señala la fuerza radial que es necesario ejercer para partícula señala la fuerza radial que es necesario ejercer para que describa una trayectoria circular. El sentido de la fuerza que describa una trayectoria circular. El sentido de la fuerza está dirigido hacia el centro de la trayectoria.está dirigido hacia el centro de la trayectoria.

Manteniendo fijos el radio Manteniendo fijos el radio RR y la masa de la partícula y la masa de la partícula mm y y cambiamos el valor de la velocidad angular de rotación cambiamos el valor de la velocidad angular de rotación w. w. Los Los pares de datospares de datos

velocidad angular de rotación velocidad angular de rotación ww fuerza que marca el dinamómetro fuerza que marca el dinamómetro FF se guardan en el control área de texto situado a la izquierda del se guardan en el control área de texto situado a la izquierda del

applet.applet. Se pulsa el botón titulado Se pulsa el botón titulado GráficaGráfica

Se representa en el eje vertical la fuerza Se representa en el eje vertical la fuerza FF, y en el eje , y en el eje horizontal el cuadrado de la velocidad angular horizontal el cuadrado de la velocidad angular w2. w2. La La pendiente de la recta es el producto de la masa por el pendiente de la recta es el producto de la masa por el radio, radio, m·Rm·R

Se pulsa el botón titulado Se pulsa el botón titulado BorrarBorrar Se cambia ahora los valores de la masa Se cambia ahora los valores de la masa mm o el radio o el radio RR

o ambos a la vez.o ambos a la vez. Se comienza una nueva serie de medidas de la fuerza Se comienza una nueva serie de medidas de la fuerza FF

que marca el dinamómetro para cada velocidad angular que marca el dinamómetro para cada velocidad angular w,w, que seleccionamos en la barra de desplazamiento que seleccionamos en la barra de desplazamiento