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Movimiento Circular Uniforme Jennifer Blanco, Moisés Hoyos, Tania Humanes, Dina Luz Patrón, Osvaldo Ruiz, Arturo Suarez.

RESUMEN

En esta práctica de laboratorio se llevó acabo la explicación del movimiento circular uniforme (m.c.u), el cual consistió en comprobar experimentalmente la relación funcional entre la posición angular y el tiempo para una partícula que rota con una velocidad angular constante y un ángulo inicial. El Movimiento Circular Uniforme se describe con las mismas características que el Movimiento Rectilíneo Uniforme, la única diferencia es que este se hace en una línea recta, mientras que el MCU describe una trayectoria circular, esto nos quiere decir que el movimiento que se está ejecutando es constante en términos de velocidad y aceleración la cual es nula, sin embargo la dirección que toma el objeto en estudio es diferente ante la presencia de un camino curvo unido en sus puntas. PALABRAS CLAVES: mru, mcu, circular, angular.

1. INTRODUCCIÓN En el siguiente informe, se mostrará la forma de como tabular los datos obtenidos en el laboratorio e identificar el tipo de grafica que se genera, mediante la relación de ϴ y tiempo recorrido, además, de establecer pautas para obtener la mejor grafica de la función, de igual forma, se mostrará la manera de encontrar la pendiente de la función.

2. MARCO TEÓRICO MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME El movimiento circular uniforme (m.c.u.) es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular, aunque sí aceleración normal. Del movimiento circular podemos anotar las características:

uniforme, siguientes

1. La velocidad angular es constante (ω= constante). 2. El vector velocidad es tangente en cada punto a la trayectoria y su sentido es el del

movimiento. Esto implica que el movimiento cuenta con aceleración normal. 3 .Tanto la aceleración angular (α) como la aceleración tangencial (at) son nulas, ya que la rapidez o celeridad (módulo del vector velocidad) es constante. 4. Existe un periodo (T), que es el tiempo que el cuerpo emplea en dar una vuelta completa. Esto implica que las características del movimiento son las mismas cada T segundos. La expresión para el cálculo del periodo es T=2π/ω y es sólo válida en el caso de los movimientos circulares uniformes (m.c.u.). 5. Existe una frecuencia (f), que es el número de vueltas que da el cuerpo en un segundo. Su valor es el inverso del periodo. 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 1 el arco recorrido (∆s), el radio de curvatura (r) y el ángulo descrito (∆θ). Figura 1 Figura 3: simulación de montaje para el movimiento circular uniforme. Como paso uno se realizó el montaje de acuerdo a la figura 3. 1 .Se tomaron medidas en grados de cada punto de referencia ubicados alrededor de la plataforma circular.

En la figura 2 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

2. se midió el tiempo que tarda la partícula en moverse desde cada punto de referencia. Para ello se midió el tiempo varias veces, para luego promediarlo. Los datos arrojados durante el proceso anterior fuero tabulados en una tabla. Tabla1.

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS Cuestionario

r·∆θ = ∆s 1. Con los datos tomados construya una gráfica de ϴ vs t en cada caso. Rta/

Graods(0°)

400 300 200 100 0 0

Figura 2

3. MONTAJE EXPERIMENTAL

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Tiempo (s)

Grafica 6.1

Graods(0°)

Su valor es constante en todos los puntos

400 350 300 250 200 150 100 50 0

5.

0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0. Tiempo (s)

Grafica 6.2 2. A partir de la gráfica obtenida, deduzca relación funcional que guardan las variables ϴ y t en este movimiento. Rta/ La función que relaciona este movimiento es Y=mx +b Siendo este el movimiento circular uniforme

3. Usando la relación funcional hallada en el punto anterior, determine la posición angular inicial, velocidad angular inicial. Rta/ W= 0°/T 0°=360=2p^ W= 2p^/1.005

Halle la magnitud de la velocidad v, el periodo T y la frecuencia f de este movimiento. Rta/ W = 0°/T T=W/0° T =6,2/ 2p^ T= 1,01 P= 1/T P= 1/ 1,001=1

6. ¿Es el movimiento circular uniforme un movimiento sin aceleración de ningún tipo? Si existe alguna indique cual es. R/ La aceleración, que para el movimiento circular uniforme es siempre normal, se obtiene a partir del vector velocidad. Esta aceleración es la única que experimenta la partícula cuando se mueve con rapidez constante en una trayectoria circular, por lo que la partícula deberá ser atraída hacia el centro mediante una fuerza centrípeta que la aparte de una trayectoria rectilínea, como correspondería por la ley de inercia.

W= 6,2 rad/seg 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? Rta/ La pendiente esta definida m=(Y2Y1/X2-X1) M= (120-60/0,393-0,190) M=5,8 aproximadamente=W

7. De ejemplos de movimientos circular uniforme en la naturaleza. R/ La Naturaleza y el día a día están llenos de ejemplos de movimientos circulares uniformes (m.c.u.). La propia Tierra es uno de ellos: da una vuelta sobre su eje cada 24 horas. Los viejos tocadiscos o un ventilador son otros buenos ejemplos de m. c. u. Además de su interés histórico, el estudio de los movimientos circulares y, en particular, el estudio del MCU tienen mucho interés práctico. Al ser un movimiento periódico que realizan objetos cosmológicos, se convierte en referencia para medir el tiempo, usando como unidad

una cantidad de este movimiento (un segundo, un día, un año) Por otro lado, son muchos los artilugios artificiales que tienen y aprovechan movimientos circulares, uniformes o no: agujas del reloj, satélite de telecomunicaciones, disco giratorio de cualquier tipo (como un CD), plataforma giratoria (como un tío-vivo), noria, rueda, volante, partícula cargada afectada por un campo magnético, bobina, etc.

5. CONCLUSIÓN A través del anterior trabajo se pudo deducir formas para la obtención de las fórmulas de la ecuación mediante los datos tabulados.

6. REFERENCIAS https://conceptodefinicion.de/movimientocircular-uniforme/ https://www.fisic.ch/contenidos/cinem %C3%A1tica-rotacional/mcu/ http://rsefalicante.umh.es/TemasCircular/Ci rcular02.htm http://dbfigueroa.blogspot.com/2015/03/mo vimiento-circular-uniforme.html...