Dinámica del movimiento circular (I)

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Dinámica

Dinámica de la partícula
El rozamiento por
deslizamiento
Medida del coeficiente
dinámico
Medida del coeficiente
estático
marca.gif (847 bytes)Movimiento circular (I)
Movimiento circular (II)
Trabajo y energía
El péndulo cónico
Conservación de la 
energía (cúpula)
El péndulo simple
El muelle elástico (I)
El muelle elástico (II)
Trabajo y energía
(el bucle)
Ecuación de la dinámica del movimiento circular

Sistema de Referencia Inercial

Sistema de Referencia no Inercial

java.gif (886 bytes)Actividades

 

Ecuación de la dinámica del movimiento circular

circular.gif (1644 bytes) En el estudio del movimiento circular uniforme hemos visto la velocidad del móvil no cambia de módulo pero cambia constantemente de dirección. El móvil tiene una aceleración que está dirigida hacia el centro de la trayectoria, denominada aceleración normal y cuyo módulo es

Image230.gif (977 bytes)

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

F=m an

Vamos a estudiar varios ejemplos de movimiento circular, empezando por la simulación de un práctica de laboratorio

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

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

centrifugo.gif (3719 bytes)

Sistema de Referencia Inercial

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

F=mw 2R

Esta será la fuerza que mide el dinamómentro tal como vemos en la parte derecha de la figura.

 

Sistema de Referencia no Inercial

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

Fc=mw 2R

El dinamómetro nos mide la fuerza centrífuga, que es igual a la tensión de la cuerda F.

 

Actividades

Introducir los siguientes datos en los respectivos controles de edición:

  • El radio de la trayectoria circular (cm)
  • La velocidad angular de rotación (rad/s)
  • La masa de la partícula (g)

Se pulsa el botón titulado Empieza, y observamos el movimiento del cuerpo. Una flecha sobre la partícula señala la fuerza radial que es necesario ejercer para que describa una trayectoria circular.  El sentido de la fuerza está dirigido hacia el centro de la trayectoria.

Calcular el valor de F, para valores dados de la velocidad angular w , de la masa m de la partícula y el radio R de su trayectoria circular. Comparar el valor obtenido con el proporcionado por el programa interactivo, mediante la lectura del un dinamómetro.

stokesApplet aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.