MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

VALENTINA GUTIÉRREZ PERDOMO

JESSICA TATIANA RAMIREZ

MARIA ELVIRA PULIDO

QINDRY LORENA GONZALES

DANIELA OSORIO JOVEN

GRADO 1004

INSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMALSUPERIOR

NEIVA

2011

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

VALENTINA GUTIÉRREZ PERDOMO

JESSICA TATIANA RAMIREZ

MARIA ELVIRA PULIDO

QINDRY LORENA GONZALES

DANIELA OSORIO JOVEN

Grupo de Laboratorio Nº2

Profesora: Yesica Alejandra Palomares Guzmán

GRADO 1004

INSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMALSUPERIOR

NEIVA

2011

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

PÁG.

1. OBJETIVOS 5

1.1 Objetivo General 5

1.2 Objetivos Específicos 5

2. MARCO TEÓRICO 6

3. HIPÍOTESIS 9

4. MATERIALES 10

5. PROCEDIMIENTO 11

6. RESULTADOS 12

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS 13

8. CONCLUSIONES 14

9. BIBLIOGRAFÍA 15

10. INFOGRAFÍA 16

11. ANEXOS 17

INTRODUCCIÓN

El movimiento circular uniforme, es un movimiento cuya velocidad angular es

constante, para la cual se requiere una fuerza igual constante, que mantenga el

cuerpo en el aire de forma uniforme, lo que lo hace un movimiento periódico, es

decir, que se repite con regularidad. Para éste, el radio y los radianes son parte

importante, debido a que un cambio en cualquiera de los dos afecta los valores

finales.

Durante el primer informe de la práctica de laboratorio se toma de forma

práctica los conceptos del M.C.U., para fomentar en los alumnos un mejor

entendimiento de la situación problema, llevando la clase más allá de la parte

teórica y repetitiva, a la parte de la experiencia.

En el presente informe se encuentra plasmado el recorrido del conocimiento

adquirido durante las clases tanto teórica; pues se necesito tener un previo

conocimiento; como la parte de las experiencias que manifestó el grupo,

durante la actividad.

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo General

El alumno obtendrá una clara visión de las ideas sobre la naturaleza a través

de las prácticas experimentales. Una visión que lo acostumbrará a encontrar

las mejores soluciones, además de brindarle conocimientos específicos,

fundamentales para la prevención de accidentes, para la modificación de

productos, procesos, formas de trabajo y mejora de tecnología en el campo de

la ingeniería.

1.2 Objetivos Específicos

Reproducirá y describirá un movimiento circular uniforme (M.C.U.)

Interpretara el movimiento circular uniforme como un movimiento en

dos dimensiones.

Desarrollara las habilidades en la construcción del material necesario

para reproducir un movimiento circular.

2. MARCO TEÓRICO

MOVIMIENTO UNIFORME

En esta sección, vamos a definir las magnitudes características de un movimiento circular, análogas a las ya definidas para el movimiento rectilíneo.

Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia. Una vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes.

Posición angular, q

En el instante t el móvil se encuentra en el punto P. Su posición angular viene dada por el ángulo q, que hace el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen de ángulos O.

El ángulo q, es el cociente entre la longitud del arco s y el radio de la circunferencia r, q=s/r. La posición angular es el cociente entre dos longitudes y por tanto, no tiene dimensiones.

Velocidad angular, w

En el instante t' el móvil se encontrará en la posición P' dada por el ángulo q '. El móvil se habrá desplazado Dq=q ' -q en el intervalo de tiempo Dt=t'-t comprendido entre t y t'.

Se denomina velocidad angular media al cociente entre el desplazamiento y el tiempo.

Como ya se explicó en el movimiento rectilíneo, la velocidad angular en un instante se obtiene calculando la velocidad angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero.

Aceleración angular, a

Si en el instante t la velocidad angular del móvil es w y en el instante t' la velocidad angular del móvil es w'. La velocidad angular del móvil ha cambiado Dw=w' -w en el intervalo de tiempo Dt=t'-t comprendido entre t y t'.

Se denomina aceleración angular media al cociente entre el cambio de velocidad angular y el intervalo de tiempo que tarda en efectuar dicho cambio.

La aceleración angular en un instante, se obtiene calculando la aceleración angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero.

Movimiento circular uniforme

Un movimiento circular uniforme es aquél cuya velocidad angular w es constante, por tanto, la aceleración angular es cero. La posición angular q del móvil en el instante t lo podemos calcular integrando

q -q0=w(t-t0)

o gráficamente, en la representación de w en función de t.

Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero. Las ecuaciones del movimiento circular uniforme son análogas a las del movimiento rectilíneo uniforme

Movimiento circular uniformemente acelerado

Un movimiento circular uniformemente acelerado es aquél cuya aceleración a es constante.

Dada la aceleración angular podemos obtener el cambio de velocidad angular w -w0 entre los instantes t0 y t, mediante integración, o gráficamente.

Dada la velocidad angular w en función del tiempo, obtenemos el desplazamiento q -q0 del móvil entre los instantest0 y t, gráficamente (área de un rectángulo + área de un triángulo), o integrando

Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero. Las fórmulas del movimiento circular uniformemente acelerado son análogas a las del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Despejando el tiempo t en la segunda ecuación y sustituyéndola en la tercera, relacionamos la velocidad angular ω con el desplazamiento θ-θ0

3. HIPÓTESIS

La masa de la pelota afecta directamente el periodo y la fuerza centrípeta de cada vuelta, por lo que las demás conversiones igualmente de afectan. A demás que los periodos contados con el mismo número de vueltas y el mismo radio, no son iguales entre sí, aunque sus resultados son muy aproximados.

4. MATERIALES

MATERIALES Y EQUIPO CANTIDAD

Tubo de vidrio o plástico ( puede servir el del bolígrafo) 1

Marco de pesas 1

Cronómetro 3

Pelota de esponja o tapón de hule 2

Balanza 1

1,5- 2 metros de hilo cáñamo o nylon 1

Metro 1

5. PROCEDIMIENTO

1. Con el hilo, el tubo (vidrio o plástico y la pelota, arma el dispositivo que se muestra en la figura 4, sujetando la pelota a un extremo del nylon y pasando este último (hilo) por el interior del tubo, luego ata una pesa de 50g en el extremo libre del hilo.

2. Haz girar la pelota a una velocidad adecuada tal que sostenga la pesa y se mantenga en equilibrio.

3. Mide el tiempo que tarda la pelota en dar 10 revoluciones y mide la longitud del hilo desde el centro de la pelota a la parte superior del tubo, este será el radio del movimiento circular.

4. Anota tus resultados en la tabla Nº1.

5. Repite el procedimiento dos veces más, variando el radio del movimiento circular.

6. RESULTADOS

TABLA Nº1 RESULTADOS

MASA DE LA PELOTA (Kg) PERIODO (T) RADIO r (m) TIEMPO t (seg) S=2 r

0,002 0,47 0,26 0,47 1,63

0,002 0,48 0,36 0,48 2,26

0,002 0,43 0,46 0,43 2,89

w= Ѳ/t (rad/seg) Vt = wr (m/seg)

Ac = w₂r (m/s₂) Fc = Kgm/s₂

13,36 3,47 46,31 0,09

13,08 4,71 61,62 0,12

14,61 6,72 98,17 0,19

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

GRÁFICA r contra w

r (m)

A ( 13 ,3 , 0,26) 0,5

C

B ( 13 , 0,36) 0,45

C ( 14,6 , 0,46) 0,4

B

0,35

0,3

A

0,25

0,2

0,15

0,1

0 10 11 12 13 14 15

w ( m/seg₂ )

¿Qué fuerza se requiere para mantener la pelota en su órbita circular?

Se requiere una fuerza constante para mantener la velocidad tangencial (Vt), lo que permite que la pelota se mantenga en su órbita circular.

Si la magnitud de la velocidad tangencial (Vt) en constante, ¿por qué existe la aceleración centrípeta (Ac)?

Porque aunque la velocidad tangencial sea constante, el movimiento va a hacer que la dirección cambie, este cambio es lo que se considera como aceleración centrípeta (Ac).

¿En qué dirección se moverá un objeto al estar girando en un punto, si la fuerza centrípeta (Fc) se anula en un momento determinado?

Se moverá al contrario de la dirección inicial.

8. CONCLUSIONES

.El movimiento circular uniforme es aquel que tiene como constante la velocidad angular, para que el cuerpo mantenga uniforme en el aire. A demás que es un movimiento periódico, por lo que toma como referencias primordiales el periodo y la frecuencia; sin embargo no son los únicos datos que se verifican y hallan en este movimiento, pues también se puede calcular el desplazamiento, la velocidad angular, la velocidad tangencial, la aceleración centrípeta y la masa de la pesa, esta es la fuerza centrípeta.

El movimiento circular uniforme es también en movimiento en dos dimensiones: un movimiento circular y con una velocidad constante en magnitud, es decir, que la velocidad depende del radio del círculo y el tiempo que tarde el cuerpo en dar una vuelta.

Durante la práctica se pudo observar que al tomar el radio en el movimiento circular uniforme varias veces, la cantidad de fuerza requerida era mayor, a pesar de que la masa también era constante; y a demás de que durante el tiempo del movimiento la persona que desarrollaba la parte de crear y mantener el cuerpo en movimiento, debía tratar de llevar una velocidad constate no muy alta, demo que la persona que llevara la cuenta pudiera hacerlo sin mayor dificultad.

9. BIBLIOGRAFÍA

Cetto K, Ana Ma. El mundo de la física. México, trillas, 1995. Pp. 176-200.

10. INFOGRAFÍA

El Marco Teórico fue tomado de la página:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/circular/circular.htm

11. ANEXOS

Las niñas JESSICA TATIANA RAMIREZ, MARIA ELVIRA PULIDO Y DANIELA

OSORIO JOVEN, colaboraron mínimamente con la elaboración del informe.