Analisis

Movimiento circular uniforme

Fórmula de la pirámide
El movimiento circular uniforme se define como el movimiento de una partícula a lo largo de la circunferencia de un círculo con velocidad constante. El MUC también puede definirse como el movimiento periódico de una partícula que se mueve a lo largo de la circunferencia de un círculo con velocidad constante.

Movimiento circular uniforme

El movimiento circular forma parte de la vida. Los planetas orbitan alrededor del sol en movimiento circular. El chirrido de un coche al tomar una curva también es un movimiento circular. Y si alguna vez has jugado al tenis sobre hierba, como una pelota con una cuerda que vuela alrededor de un poste, habrás experimentado otro ejemplo de movimiento circular. Si vas a una velocidad constante en tu círculo, se dice que el movimiento es uniforme.

El movimiento circular uniforme es un movimiento en círculo a velocidad constante. Esto ocurre debido a una fuerza centrípeta, una fuerza que apunta hacia el centro de un círculo. Matemáticamente, un objeto en movimiento circular uniforme tiene una fuerza neta hacia el centro del círculo, un vector de aceleración hacia el centro del círculo y una velocidad tangente al círculo, como se muestra en este diagrama:

Una cosa interesante sobre el movimiento circular es que muestra muy claramente por qué es importante conocer la diferencia entre escalares y vectores. La velocidad es un escalar, mientras que la velocidad es un vector: la velocidad tiene que incluir una dirección, no sólo un número. La velocidad de un objeto en movimiento circular uniforme es constante porque, al fin y al cabo, eso es lo que lo hace uniforme. Pero la velocidad siempre cambia. Un satélite, un coche o un pájaro en movimiento circular cambian constantemente de dirección, por lo que su velocidad cambia constantemente. Esto demuestra por qué un objeto puede tener una aceleración incluso con una velocidad constante.

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Fuerza Centrípeta vs. Centrífuga

Un objeto en movimiento circular se mantiene en ese círculo debido a una fuerza centrípeta. Una fuerza centrípeta es una fuerza dirigida hacia el centro de un círculo. Pero esto parece ir en contra de la experiencia de mucha gente.

Digamos que estás en el asiento del pasajero de un coche, cuando éste toma un giro brusco hacia la izquierda. ¿Hacia dónde se ve empujado? Si tienes buena memoria para este tipo de cosas, probablemente responderás que te empujan hacia la derecha, es decir, que te empujan hacia el exterior del círculo. Así que seguramente, la fuerza se aleja del centro del círculo, no hacia él. Esta es la definición de una fuerza centrífuga, una fuerza que se aleja del centro del círculo.

Pero las fuerzas centrífugas no existen realmente. Cuando estás sentado en un coche que se mueve en línea recta, tu cuerpo quiere seguir en línea recta. La primera ley de Newton, de la que hablamos en otra lección, dice que un cuerpo en movimiento permanece en movimiento, y un cuerpo en reposo permanece en reposo, a menos que actúe sobre él una fuerza desequilibrada. Así que, cuando el coche hace el giro, tu cuerpo quiere seguir recto. Tu cuerpo va recto, pero el coche gira, haciendo que te choques contra el exterior de la curva. Pero el coche, en realidad, te mantiene dentro del círculo, así que, aunque sientas la presión de la puerta del coche, la fuerza que experimenta tu cuerpo es hacia el centro del círculo: es centrípeta. Si no fuera así, seguirías avanzando en tu bonita y ordenada línea recta.

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Ejemplos de movimiento circular

A continuación se presentan los ejemplos de movimiento circular:

  • Movimiento de un satélite artificial que orbita alrededor de la Tierra.
  • Una piedra que está atada a una cuerda y se balancea en círculos.
  • Un coche que gira en una curva de una carretera.
  • Electrones moviéndose perpendicularmente a un campo magnético uniforme.
  • Un engranaje girando dentro de un tren de engranajes.
  • Movimiento de una aguja de reloj.
  • Movimiento de las ruedas de una bicicleta.

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