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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

38/273

Tema 3: Movimiento circular — criterios, objetivos y saberes previos

📄 introduccion fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Saberes previos: 1) Ejemplos: manecillas del reloj, ruedas, ventilador, planetas. 2) Más rápido → mayor \omega y v_t=\omega r, mayor a_c=\omega^2 r; más lento → lo contrario; si varía, hay \alpha \neq 0.

fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 38

Fisica 3° · 2024

1
Ejercicio 1

(Saberes previos)

¿Puedes pensar en algún objeto que se mueva en círculos a tu alrededor?

  1. Ejemplos cotidianos: las manecillas del reloj giran alrededor del centro del esfero; las ruedas de un vehículo rotan sobre su eje; un ventilador de techo gira; los planetas describen órbitas casi circulares alrededor del Sol; una hamaca o un columpiodescribe círculos; la Tierra rota sobre su eje cada 24 h.
  2. En todos ellos hay un eje de giro y un punto que se aleja y se acerca siguiendo una trayectoria circular: ese punto tiene posición angular heta respecto a una referencia, velocidad angular heta = \frac{\Delta \theta}{\Delta t}, aceleración angular \alpha = \frac{\Delta \omega}{\Delta t} y tiempo t.
  3. Estas cuatro magnitudes son análogas a las del MRU (x, v, a, t): heta \leftrightarrow x, \omega \leftrightarrow v, \alpha \leftrightarrow a, t \leftrightarrow t.

Respuesta orientativa: Sí, por ejemplo las manecillas de un reloj o las ruedas de una bicicleta: giran alrededor de un eje y su punto describa una circunferencia con posición angular, velocidad angular, aceleración angular y tiempo.

2
Ejercicio 2

(Saberes previos)

¿Cómo cambiaría el movimiento si el objeto circular se moviera más rápido o más lento?

  1. "Más rápido" significa que el objeto recorre la misma circunferencia s = r\theta en menos tiempo: aumenta la velocidad angular \omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t} y también la velocidad tangencial v_{t} = \omega r.
  2. Para la misma masa y radio, la aceleración centrípeta a_{c} = \frac{v_{t}^{2}}{r} = \omega^{2} r aumenta, es decir, se requiere mayor fuerza neta F_{c} = m\omega^{2}r para mantener el giro.
  3. "Más lento" implica disminuir heta y v_{t}, por tanto a_{c} se reduce y se necesita menos fuerza centrípeta.
  4. Si el cambio de rapidez ocurre de forma continua, aparece aceleración angular \alpha = \frac{\Delta \omega}{\Delta t} \neq 0; si α = 0, el movimiento es circular uniforme (MCU).

Respuesta orientativa: Al moverse más rápido aumenta la velocidad angular \omega y la velocidad tangencial v_t = \omega r, y con ella la aceleración centrípeta a_c = \omega^2 r; al ir más lento todo disminuye. Si la rapidez varía, aparece aceleración angular.

Contenido de la página

TEMA 3: Movimiento circular

Polea y correa de transmisión: dos ruedas de distinto radio conectadas por una correa, con su símbolo gráfico. Fuente: https://n9.cl/bcxjak

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

CE.CN.F.5.3. Determina mediante representaciones gráficas de un punto situado en un objeto, que gira alrededor de un eje, las características y las relaciones entre las cuatro magnitudes de la cinemática del movimiento circular (posición angular, velocidad angular, aceleración angular y tiempo) con sus análogas en el MRU y el MCU.

OBJETIVOS

OG.CN.10. Apreciar la importancia de la formación científica, los valores y actitudes propios del pensamiento científico, y adoptar una actitud crítica y fundamentada ante los grandes problemas que hoy plantean las relaciones entre ciencia y sociedad.

Saberes previos

  • ¿Puedes pensar en algún objeto que se mueva en círculos a tu alrededor?
  • ¿Cómo cambiaría el movimiento si el objeto circular se moviera más rápido o más lento?

Ejemplos resueltos

Las manecillas de un reloj completan una vuelta (2\pi rad) en 60 s. ¿Cuál es su velocidad angular?

  1. Una vuelta es \theta = 2\pi rad. 2. \Delta t = 60 s. 3. \omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t} = \frac{2\pi}{60} = \frac{\pi}{30} \approx 0{,}105 rad/s.

Tabla

Magnitud circular Símbolo Unidad Análoga en MRU
Posición angular θ rad Posición x (m)
Velocidad angular ω rad/s Velocidad v (m/s)
Aceleración angular α rad/s² Aceleración a (m/s²)
Tiempo t s Tiempo t (s)

Diagrama

mindmap
  root((Movimiento circular))
    Posición angular θ
    Velocidad angular ω = Δθ/Δt
    Aceleración angular α = Δω/Δt
    Tiempo t
    Análogas MRU
      x ↔ θ
      v ↔ ω
      a ↔ α
    Relaciones
      v_t = ω r
      a_c = ω² r

Fórmulas y ecuaciones

\omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t}

a_{c} = \omega^{2} r

v_{t} = \omega r

\omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t}

\alpha = \frac{\Delta \omega}{\Delta t}

v_{t} = \omega r

a_{c} = \frac{v_{t}^{2}}{r} = \omega^{2} r

s = r\,\theta

Glosario (7)

Movimiento circular
Movimiento de un objeto que gira alrededor de un eje fijo, describiendo trayectorias circulares.
Posición angular
Ángulo θ que forma el radio hacia el punto con una dirección de referencia.
Velocidad angular
Rapidez con que cambia la posición angular: ω = Δθ/Δt, medida en rad/s.
Aceleración angular
Rapidez de cambio de la velocidad angular: α = Δω/Δt, en rad/s².
Velocidad tangencial
Velocidad del punto sobre la trayectoria circular, v_t = ω·r, tangente a la circunferencia.
Aceleración centrípeta
Aceleración dirigida al centro, a_c = v_t²/r = ω²r, que cambia la dirección de la velocidad.
Polea
Rueda que gira sobre su eje y transmite movimiento mediante una correa.

Preguntas para practicar

¿Puedes pensar en algún objeto que se mueva en círculos a tu alrededor?

Sí: las manecillas del reloj, las ruedas de un vehículo o de una bicicleta, un ventilador de techo, los planetas alrededor del Sol y la rotación de la Tierra. En todos hay un eje de giro y un punto con trayectoria circular.

¿Cómo cambiaría el movimiento si el objeto circular se moviera más rápido o más lento?

Al ir más rápido aumentan la velocidad angular ω y la velocidad tangencial v_t = ωr, y con ellas la aceleración centrípeta a_c = ω²r, por lo que se necesita más fuerza centrípeta; al ir más lento todo disminuye. Si la rapidez varía, aparece aceleración angular α = Δω/Δt.

Temas y conceptos clave

Movimiento circularCinemática del giroSaberes previosposición angularvelocidad angularaceleración angularvelocidad tangencialaceleración centrípetaeje de giropul y corre a de transmisión

Fuentes y referencias

  • https://n9.cl/bcxjak
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Preguntas que la gente también hace

¿Cuáles son las cuatro magnitudes de la cinemática del movimiento circular?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué relación existe entre velocidad angular y velocidad tangencial?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué es la aceleración centrípeta y cuándo aparece en un giro?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • MRU: posición, velocidad y aceleración
  • • Concepto de ángulo y radianes
  • • Segunda ley de Newton
  • • Circunferencia: longitud y área
Siguiente tema sugerido
Posición angular y velocidad angular en el movimiento circular (pág. 39)
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TEMA 3:

Movimiento circular

polea

correa de transmisión

simbolo gráfico

Fuente: https://n9.cl/boxjak

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

CE.CN.F.5.3. Determina mediante representaciones gráficas de un punto situado en un objeto, que gira alrededor de un eje, las características y las relaciones entre las cuatro magnitudes de la cinemática del movimiento circular (posición angular, velocidad angular, aceleración angular y tiempo) con sus análogas en el MRU y el MCU.

OBJETIVOS

OG.CN.10. Apreciar la importancia de la formación científica, los valores y actitudes propios del pensamiento científico, y, adoptar una actitud crítica y fundamentada ante los grandes problemas que hoy plantean las relaciones entre ciencia y sociedad.

Saberes previos

¿Puedes pensar en algún objeto que se mueva en círculos a tu alrededor?

¿Cómo cambiaría el movimiento si el objeto circular se moviera

más rápido o más lento?

Texto de Física

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