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Fisica 2° · 2024
Libro de Física 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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A que no te atreves: carrusel casero de Movimiento Circular Uniforme

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

v = 2πr/t. Ejemplo: r = 0,50 m, t = 2,0 s → v = 1,57 m/s. Metacognición: comprendí el MCU y su cálculo mediante la práctica.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 51

Fisica 2° · 2024

1
Ejercicio 1

(Desafío)

Diseñar un carrusel casero que simule un Movimiento Circular Uniforme (MCU): un objeto sujeto a una cuerda gira en círculo con rapidez constante.

  1. Materiales: cuerda resistente, objeto pequeño (pesa), regla y superficie plana.
  2. Fijar un extremo de la cuerda a un punto fijo de la superficie (punto de giro).
  3. Amarar el otro extremo al objeto, que actuará como carga.
  4. Medir la longitud de la cuerda: ese valor es el radio r de la trayectoria circular.
  5. Colocar el objeto con la cuerda tensa para que pueda girar libremente.
  6. Medir el tiempo t que tarda en dar una vuelta completa (periodo).
  7. Calcular la velocidad tangencial: v = \frac{2\pi r}{t}

Ejemplo de cálculo (valores de referencia)

Si la cuerda mide r = 0{,}50 \, \text{m} y la vuelta completa tarda t = 2{,}0 \, \text{s}:

  1. Longitud de la circunferencia: 2\pi r = 2 \times 3{,}14 \times 0{,}50 = 3{,}14 \, \text{m}.
  2. Sustituyo en la fórmula: v = \dfrac{2\pi (0{,}50)}{2{,}0}.
  3. Resuelvo: v = \dfrac{3{,}14}{2{,}0} = 1{,}57 \, \text{m/s}.

Respuesta: v = 1{,}57 \, \text{m/s}.

Respuesta

dispositivo construido; con r y t medidos se obtiene v en m/s.

2
Ejercicio 2

(Reflexión)

Reflexionar sobre los desafíos de ajustar la longitud de la cuerda para lograr movimiento uniforme y cómo se superaron.

  1. El principal desafío es que la cuerda se enrede o se afloje, lo que cambia el radio r y hace variar v (ya que v = 2\pi r/t).
  2. Otro obstáculo es medir t con precisión: si se cronometra mal una vuelta, el cálculo de v queda erróneo.
  3. La solución fue fijar bien el punto de giro, mantener la cuerda siempre tensa y tomar el promedio de tres vueltas consecutivas para obtener un t más confiable.

Respuesta orientativa: el movimiento resultó uniforme al mantener r constante y medir el periodo como promedio de varias vueltas.

3
Ejercicio 3

(Metacognición)

a
Parte 3.a

¿Qué he aprendido?

Respuesta orientativa: Aprendí que un objeto unido por una cuerda a un punto fijo describe una circunferencia, y que su rapidez tangencial se calcula con v = 2\pi r/t, relacionando el radio y el periodo del movimiento.

b
Parte 3.b

¿Cómo lo he aprendido?

Respuesta orientativa: Lo aprendí de forma práctica y kinestésica: construí el carrusel, medí con la regla la longitud de la cuerda, cronometré las vueltas y apliqué la fórmula, comparando el resultado con lo esperado.

c
Parte 3.c

¿Para qué me ha servido?

Respuesta orientativa: Me sirvió para comprender el movimiento circular uniforme, la relación entre circunferencia, radio y periodo, y para desarrollar habilidades de medición, registro de datos y cálculo en física.

d
Parte 3.d

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respuesta orientativa: Puedo aplicarlo al analizar el movimiento de planetas y satélites, las ruedas y engranajes, los columpios, las montañas rusas o cualquier situación donde un cuerpo gire con rapidez constante alrededor de un centro.

Contenido de la página

A que no te atreves

Tema: Movimiento Rectilíneo Circular (MCU)

Desafío: Diseño un carrusel casero para simular un Movimiento Circular Uniforme (MRC/MCU), permitiendo que un objeto sujeto a una cuerda gire en un círculo con velocidad constante.

Apoyo:

Materiales

  • Cuerda resistente.
  • Objeto pequeño (puede ser una pesa).
  • Regla.
  • Superficie plana para fijar la cuerda.

Pasos de Construcción:

  • Fijación del punto de giro: fijo un extremo de la cuerda en un punto fijo en la superficie plana, asegurándome de que esté bien sujeto.
  • Sujeción del objeto: amarro el otro extremo de la cuerda al objeto que actuará como carga en el carrusel.
  • Ajuste de la longitud de la cuerda: mido la longitud de la cuerda para determinar el radio de la trayectoria circular. Ajusto según sea necesario.
  • Preparación del dispositivo: coloco el objeto en la superficie plana, permitiendo que la cuerda esté tensa y el objeto pueda girar libremente.

Mediciones: Mido la longitud de la cuerda (radio de la trayectoria circular). Registro el tiempo que tarda el objeto en dar una vuelta completa alrededor del punto de giro.

Cálculos: Calculo la velocidad tangencial utilizando la fórmula v = 2\pi r / t, donde v es la velocidad tangencial, r es el radio y t es el tiempo.

Reflexión: Reflexiono sobre desafíos como ajustar la longitud de la cuerda para lograr un movimiento uniforme y cómo superé esos obstáculos.

METACOGNICIÓN

  1. ¿Qué he aprendido?
  2. ¿Cómo lo he aprendido?
  3. ¿Para qué me ha servido?
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Ejemplos resueltos

Con una cuerda de r = 0{,}50 \, \text{m} y un periodo de t = 2{,}0 \, \text{s}, calcular la velocidad tangencial.

  1. Circunferencia: 2\pi r = 2 \times 3{,}14 \times 0{,}50 = 3{,}14 \, \text{m}. 2. v = \dfrac{2\pi (0{,}50)}{2{,}0} = 1{,}57 \, \text{m/s}.

Fórmulas y ecuaciones

v = \frac{2\pi r}{t}

v = \frac{2\pi r}{t}

Glosario (5)

Movimiento Circular Uniforme (MCU)
Movimiento de un cuerpo que recorre una circunferencia con rapidez constante.
Velocidad tangencial
Rapidez del objeto dirigida en cada instante tangente a la trayectoria circular; se calcula como v = 2πr/t.
Periodo (T)
Tiempo que tarda el objeto en completar una vuelta completa.
Radio
Longitud de la cuerda que separa el objeto del punto de giro; es el radio de la circunferencia.
Metacognición
Capacidad de reflexionar sobre los propios procesos y resultados de aprendizaje.

Preguntas para practicar

¿Qué he aprendido?

Que un objeto sujeto a una cuerda describe una circunferencia y su velocidad tangencial se calcula con v = 2πr/t, relacionando radio y periodo.

¿Cómo lo he aprendido?

De forma práctica: construí el carrusel, medí el radio con la regla, cronometré las vueltas y apliqué la fórmula.

¿Para qué me ha servido?

Para entender el movimiento circular uniforme y desarrollar habilidades de medición, registro de datos y cálculo en física.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Al analizar el movimiento de planetas y satélites, ruedas, engranajes, columpios o montañas rusas.

Reflexiona sobre los desafíos de ajustar la longitud de la cuerda para lograr un movimiento uniforme.

El principal desafío es que la cuerda cambie de longitud y varíe el radio; se supera fijando bien el punto de giro, manteniendo tensa la cuerda y promediando el tiempo de varias vueltas.

Temas y conceptos clave

Movimiento Circular Uniforme (MCU)Velocidad tangencialProyecto experimental caseroMetacogniciónradio de la trayectoriaperiodovelocidad tangencialpunto de giromovimiento uniforme
¿Te fue útil esta página?

Figuras de la página (1)

Escalera metacognitiva de 4 peldaños numerados (1 a 4) con las preguntas: ¿Qué he aprendido?, ¿Cómo lo he aprendido?, ¿Para qué me ha servido?, ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?, rematada por una flecha ascendente.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la velocidad tangencial en un movimiento circular uniforme?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué relación hay entre el radio, el periodo y la rapidez de un objeto en círculo?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué materiales se necesitan para hacer un carrusel casero y estudiar el MCU?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Circunferencia y longitud 2πr
  • • Unidades de tiempo y velocidad (m/s)
  • • Uso de regla y cronómetro
Siguiente tema sugerido
Aceleración centripeta en el movimiento circular uniforme
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1558 caracteres

A que no te atreves

Tema: Movimiento Rectilíneo Circular)

Desafío: Diseño un carrusel casero para simular un Movimiento Rectilíneo Circular (MRC), permitiendo que un objeto sujeto a una cuerda gire en un círculo con velocidad constante.

Apoyo:

Materiales

e Cuerda resistente.

e Objeto pequeño (puede ser una pesa).

e Regla.

e Superficie plana para fijar la cuerda.

Pasos de Construcción:

e Fijación del punto de giro: Fijo un extremo de la cuerda en un punto fijo en la superficie plana, asegurándote de que esté bien sujeto.

e Sujeción del objeto: Amarro el otro extremo de la cuerda al objeto que actuará como carga en el carrusel.

e Ajuste de la longitud de la cuerda: Mido la longitud de la cuerda para determinar el radio de la trayectoria circular. Ajusto según sea necesario.

e Preparación del dispositivo: Coloco el objeto en la superficie plana, permitiendo que la cuerda esté tensa y el objeto pueda girar libremente.

Mediciones:

Mido la longitud de la cuerda (radio de la trayectoria circular).

Registro el tiempo que tarda el objeto en dar una vuelta completa alrededor del punto de giro.

Cálculos:

Calculo la velocidad tangencial utilizando la fórmula Y = 2nr/t donde "v" es la velocidad tangencial, "r" es el radio y "t" es el tiempo.

Reflexión: Reflexiono sobre desafíos como ajustar la longitud de la cuerda para lograr un movimiento uniforme y cómo superé esos obstáculos.

|_/ METACOGNICION }

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

¿Para qué me ha servido? ¿Cómo lo he aprendido?

¿Qué he aprendido?

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