MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
INTEGRANTES: FRAY TORREGLOSA SEBASTIAN ARGUMEDO GERMAN OSCAR DANIEL MARQUEZ DE LA OSSA DAVID DUEÑAS HERRERA LORENA
PROFESOR: FRANKLIN PENICHE
UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
29/09/2017
RESUMEN
En este informe se realizó el estudio del movimiento circular uniforme (M.C.U.), el cual presenta una trayectoria circular con magnitud de la velocidad constante .Además es un movimiento donde la dirección de dicha velocidad cambia originando una aceleración conocida como centrípeta. Por estos efectos aparecen una serie de características en este movimiento como lo son: el periodo, frecuencia, velocidad angular, velocidad tangencial.
INTRODUCCION
MARCO TEORICO
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME Una partícula está en movimiento circular uniforme si se mueve alrededor de un círculo o un arco circular a rapidez constante (uniforme) aunque la rapidez no varía, está acelerando. Ese hecho puede ser sorprendente porque con frecuencia consideramos la aceleración (un cambio de velocidad) aumento o decremento de rapidez. Pero, en realidad, la velocidad es un vector, no un escalar, por tanto, la velocidad solo cambia en dirección y todavía puede haber aceleración, y eso es lo que ocurre en el movimiento circular. Figura 1 En la figura 1 se muestra la relación entre los vectores de velocidad y aceleración en diversa etapas durante el movimiento circular uniforme, ambos vectores tiene magnitud constante a medida que avanza el movimiento, pero sus direcciones cambian de continuo. La velocidad siempre es tangente al círculo en la dirección del movimiento. La aceleración siempre está dirigida radialmente hacia dentro. A causa de esto, la aceleración asociada con el movimiento circular uniforme se denomina aceleración centrípeta (lo cual significa que busca el centro) como lo demostramos a continuación, la magnitud de esta aceleración es: a=v^2/R (Aceleración centrípeta) (1) Donde r es el radio del círculo y V la velocidad de la partícula. Además, durante esta aceleración a rapidez constante, la partícula recorre la circunferencia del círculo (una distancia de 2πr) en tiempo de: T=2πr/v (Periodo) (2)
Recibe el nombre de periodo de revolución, o simplemente periodo del movimiento. En general es el tiempo en que una partícula se mueve alrededor de una trayectoria. Exactamente un vez Ecuaciones del M.C.U W Es la velocidad angular w=2π/T
F es la frecuencia f=1/T V es la velocidad lineal
v=w*R S es la posición angular s= θ*R
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO Para el movimiento circular uniforme, realizo el montaje experimental de acuerdo con la figura 2. Los desplazamientos angulares son determinados por las posiciones θ1, θ2, θ3, y θ4. Una vez que el disco con un radio de (15cm) alcanzo
una rapidez constante, se midió el tiempo que recorre la partícula en desplazarse los ángulos medidos. Realizo una tabla de datos con los ángulos y tiempos medidos para dos velocidades angulares distintas. Se repitió la medición 3 veces en cada caso y calculamos los tiempos promedios para cada ángulo. Además se tomaron las medidas del periodo (3 veces) en cada velocidad.
RESULTADOS A continuación se muestran los resultados obtenidos en el laboratorio:
EVALUACION 1. Con los datos tomados construya una gráfica de θ vs. T en cada caso.
2. A partir de la gráfica obtenida, deduzca relación funcional que guardan las variables θ y t en este movimiento.
R/ la relación funcional que existe entre θ y t (promedio) es la velocidad angular y
se mide en radianes sobre segundos. 3. Usando la relación funcional hallada en el punto anterior, halle la posición angular inicial y la velocidad angular inicial. R/ la posición angular está dada por la ecuación. s= θ*R
4. Halle la pendiente de la gráfica. ¿Qué unidades tiene esta pendiente? ¿Qué significado físico posee? ¿Tienen el mismo valor en todos los puntos? ¿Esperaba esta respuesta? R/ m vel media=(19/12 π -5/18 π)/( 0.376- 0.067 )=93.76 radianes
m vel Baja=(19/12 π -5/18 π)/(
1.0503- 0.1863)=33.52 radianes
Si esperaba esta respuesta dado que los tiempos con sus respectivos ángulos son diferentes y de esta manera las pendientes con respecto a las dos velocidades son diferentes. 5. Halle la magnitud de la velocidad lineal V, del período T y de la frecuencia f de este movimiento para cada velocidad angular. R/ Para la velocidad baja: Hallamos la velocidad angular w=2π/T w=2π/〖1.3353〗s w=4.70 rad ⁄ s
Ahora procederemos a hallar la velocidad lineal v=w*R v=4.70 rad ⁄ s*15cm v=70.5cm ⁄ s
A continuación se calcula el periodo (T) y la frecuencia (F)
T=2π*r/v T= (2π(15cm))/(70.5 cm ⁄s)
T=1,336s f=1/T f=1/1,336s
f=〖0,74〗Hz
Para la velocidad media: Velocidad angular w=2π/〖0.483〗 _s
w=13.008 rad ⁄ s
Ahora procederemos a hallar la velocidad lineal v=w*R v=13.008 rad ⁄ s*15cm v=195,1cm⁄s
A continuación se calcula el periodo (T) y la frecuencia (F)
T=2π*r/v T=(2π(15cm))/(195.1 cm ⁄ s)
T=0.483s f=1/T f=1/0.483s
f=〖2,07〗Hz 6. ¿Es el movimiento circular uniforme un movimiento sin aceleración de ningún tipo? Si existe alguna aceleración indique cuál es. R/ en el movimiento circular uniforme (M.C.U) si existe una aceleración la cual se denomina aceleración centrípeta o radial la cual se dirige al centro de la circunferencia.
7. Dé ejemplos de movimiento circular uniforme en la naturaleza R/ El ventilador Una lavadora Una pulidora La rueda de un carro que viaja con velocidad constante Una licuadora
REFERENCIAS
R. M. White, Flujo de fluidos viscosos, McGraw-Hill, (1974). S. C. Zilio, Am. J. Phys. 45, (1977). R. Serway, Física para Ciencias e Ingenierías, vol. 1, McGraw-Hill, (2005).
