Movimiento circular rectilíneo PDF

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El objetivo principal de ésta práctica es hablar acerca de tres conceptos que están íntimamente relacionados con el movimiento de un cuerpo. Entonces, se divide la práctica en dos pasos, el primero relaciona directamente la aceleración y la fuerza y en el segundo paso, se relaciona la aceleración en...

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MOVIMIENTO UNIFORME RECTILINEO

Universidad del Sinú, facultad de ingenierías Programa: Ing. Civil

RESUMEN En la siguiente practica de laboratorio realizamos el experimento de movimiento circular uniforme y logramos mediante un simulador logramos encontrar lo propuesto por el profe y empezamos a consultar sobre el tema para así llegar a resolver el y tener claro sobre el MCU.

1.0TEORIA RELACIONADA La trayectoria Circular

Un móvil puede moverse describiendo cualquier tipo de trayectoria. Por ejemplo, en una carretera un automóvil puede moverse describiendo una línea recta, pero cuando llega a una curva pronunciada, generalmente su trayectoria es un arco de circunferencia. Para describir la distancia, la posición o el desplazamiento en un movimiento rectilíneo, utilizamos como unidad de medida el metro m ; en cambio, en la descripción del movimiento circular usamos el metro como unidad de distancia o arco recorrido, y para determinar la posición y el desplazamiento utilizamos también una unidad angular, conocida como radián rad. Lo anterior se debe a que en el movimiento circular es fundamental la relación entre los tres elementos que se muestran en la Figura el arco recorrido (∆s), el radio de curvatura (r) y el ángulo descrito (∆θ).

La posición de un móvil en movimiento circunferencial queda definida por el ángulo descrito respecto a un eje de referencia. Este ángulo se mide en radianes

En la figura se muestra que un móvil parte desde una posición angular Өi para después de un tiempo estar en la posición angular Өf ,por lo tanto podemos decir que se ha desplazado recorriendo cierto desplazamiento angular ∆θ y cierto arco de circunferencia ∆s r·∆θ=∆s Magnitudes vectoriales del MCU

La rapidez angular podemos decir que es la razón de cambio del desplazamiento, cuando desplazamiento angular realizo en cierto tiempo. Ahora vamos a diferenciar que es la rapidez media angular y la velocidad angular.

Como hemos aprendido cuando un cuerpo se mueve con velocidad constante, el módulo de ese vector es lo que llamamos rapidez, así podemos decir que cuando hablamos de la rapidez media angular, no estamos refiriendo solo al módulo, porque para hablar de velocidad debemos suponer que el intervalo de tiempo tiende a cero y considerar al dirección y sentido. Por lo tanto, para el movimiento circular también se cumple que: Las relaciones vectoriales entre la velocidad tangencia, el radio vector y la velocidad angular son:

Periodo

El periodo se define como el tiempo que un sistema físico demora en completar un ciclo. Generalmente se usa el concepto de periodo referido al tiempo que se demora una onda en completar una oscilación, pero en el MCU, podremos entenderlo como el tiempo que demora en dar una vuelta completa un cuerpo. El periodo se mide en unidades de tiempo y en el S.I en segundos.

Frecuencia

La frecuencia está asociada a todo sistema físico que realiza movimientos periódicos. Por lo general está asociada a las ondas como la cantidad de ciclos en cierto intervalo de tiempo, en otros casos está asociada a los motores como una medida de las revoluciones (vueltas) que da en un determinado tiempo. La frecuencia se mide en unidades de tiempo⁻ ¹, por ejemplo   

Hz = 1/s = s⁻¹ = r.p.s 1/min = min⁻¹ = r.p.m 1/hrs = hrs⁻¹ = r.p.h

Frecuencia y periodo

Ambas variables son inversamente proporcionales entre sí, cuando una de ellas aumenta la otra disminuye y la constante de proporcionalidad vale 1. En el caso del movimiento circular uniforme, como siempre demora el mismo tiempo en completar una vuelta, estaremos siempre trabajando con frecuencias y periodos constantes en el tiempo.

Aquí se muestra la gráfica del periodo versus frecuencia.

Frecuencia y rapidez angular

2.0OBJETIVO 1.Comprobar por medio de simulación que la relación funcional entre la posición angular y el tiempo para una partícula que rota con velocidad angular constante � y ángulo inicial

�0es�=� �+�0(1)

2.Afianzar por medio de la práctica los conceptos de movimiento circular uniforme.

3.0 MATERIALES Para la realización de laboratorio utilizamos la siguiente aplicación para realizar el procedimiento.

http://www.educaplus.org/game/movimiento-circular-uniforme

4.0MONTAJE Y PROCEDIMIENTO En el siguiente link http://www.educaplus.org/game/movimiento-circular-uniforme se encontrará con el simulador virtual para el estudio del movimiento circular uniforme. En la figura 1 se muestra el aspecto grafico del simulador.

Para tomar las medidas, ajuste los valores del radio y velocidad angular, tome los datos mostrados en la tabla. Haga lo mismo para un dato diferente de velocidad angular y un dato diferente para el radio.

Figura 2 Este es el simulado mediante el tomamos los datos Creamos dos tablas con diferentes radios y tiempo para tener como resultados las siguientes tablas

5.0 RESULTADOS U OBSERVACIONES DE LA PRÁCTICA

OBSERVACION. La teoría de (MCUA) se probó siguiendo el proceso o los pasos descritos en la guía. Es decir, este es el movimiento que se produce cuando una partícula sólida traza una trayectoria circular que aumenta o disminuye su velocidad, la cual se expresa constantemente en cada unidad de tiempo. En otras palabras, mediante experimentos se comprueba que las partículas se han acelerado, pero han ido avanzando.

Evaluación. 1. Con los datos tomados construya una gráfica de � vs. �en cada caso.

W=1,7 rad/s R=6.0m

B 16 14 12

angulos

10 8 6 4 2 0 -2 0

2

4

6

8

10

tiempo

W=2,4 rad/s R= 4,5 M B 25

20

àngulos

15

10

5

0

0

2

4

6

8

10

tiempo

2. A partir de la gráfica obtenida, deduzca relación funcional que guardan las variables � y � en este movimiento. SEGÚN LO OBSERVADO EN LAS GRAFICAS ANTERIORES SE OBTUVO QUE EL VALOR DE LA CONSTANTE QUE ACOMPAÑA AL TIEMPO REPRESENTA LA PENDIENDE DE LA GRAFICA QUE ES LA VARIACION DEL ANGULO RESPETO AL TIEMPO.

3. Usando la relación funcional hallada en el punto anterior, determine la posición angular inicial, velocidad angular inicial.

ω=

θ t

�0 = ��

ω=

ω=

ω=1,7

la velocidad angular es de 1,7 rad/ seg

�0 = 1,7 rad (1s) = 1,7

θ t

�0 = ��

1,7 1,0

ω=

2,4 1,0

la velocidad angular es de 2.4 rad/seg

ω=2 , 4

�0 = 2,4 rad (1s) = 2,4

4. halle la pendiente de la gráfica. ¿Qué unidades tiene la pendiente de esta recta? ¿Qué significado físico posee? ¿tienen el mismo valor en todos los puntos? ¿Esperaba esta respuesta?

m=

θ1−θ2 t 1− t 2

¿

1, 7 −0 1−0

m=

θ1−θ2 t 1 −t 2

¿

3 , 4−1, 7 2−1

¿

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

m=

θ1−θ2 t 1− t 2

¿

5 , 1−3 , 4 3−2

¿

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

¿

6 ,8−5,1 4−3

¿

m=

θ1−θ2 t 1 −t 2

¿

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

m=

θ1−θ2 t 1− t 2

¿

8,5−6 , 8 5−4

m=

θ1−θ2 t 1 −t 2

¿

10,2 −8,5 6−5

¿

1 1 , 9−10,2 7−6

m=

θ1−θ2 t 1− t 2

¿

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

¿

1, 7 =1, 7 rad /seg 1

¿

1, 7 =1 , 7 rad /seg 1

5. Halle la magnitud de la velocidad �, el período � y la frecuencia �de este movimiento.

8. ¿Conoce situaciones reales en las cuales se presente este tipo de movimiento en la naturaleza? Estos son ejemplos de la vida cotidiana

1. Unl av ar r opasquer eal i zaelci cl odel av ado. 2. Lasaspasdeunv ent i l adorencendi do. 3. Lasr uedasdeunabi ci cl et aenmovi mi ent o. 4. Unant i guot ocadi scos. 5. Lasmaneci l l asdeunr el oj . 6. Uncar r useldeFer i a. 7. Lashél i cesdeunhel i cópt er ooavi ón. 8. Elt ubodeunt omógr af ohel i coi dal .

1.1 CONCLUSIONES

Al culminar el laboratorio y haber investigado a profundidad sobre el tema de movimiento circular uniforme que siempre al realizar una gráfica ángulos vs tiempo se obtiene una recta paralela y el movimiento circular uniforme tiene como elementos fundamentales el periodo , la frecuencia la velocidad angular velocidad lineal o tangencial y la aceleración centrípeta.

Bibliografía

https://www.fisic.ch/contenidos/cinem%C3%A1tica-rotacional/mcu/ https://brainly.lat/tarea/334567...