Actividad No.5 - MCU en dos dimensiones

Movimiento circular uniforme (MCU) - 2 Dimensiones

Un movimiento circular es el que tiene un móvil cuya trayectoria es una circunferencia y gira con velocidad constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular,  aunque sí aceleración normal (Fernández, 2023).

CARACTERISTICAS DEL MCU

• La velocidad angular es constante (ω=cte)
• El vector velocidad es tangente en cada punto a la trayectoria y su sentido es el del movimiento. Esto implica que el movimiento cuenta con aceleración normal.
• Tanto la aceleración angular (α) como a la aceleración tangencial (at) son nulas, ya que la rapidez (modulo del vector velocidad) es constante.

VARIABLES, MODELOS MATEMATICOS Y GRAFICOS 

• Ciclo o Revolución: Es la cantidad de veces en la que la partícula recorre la trayectoria completa. No posee unidades de medida, se expresa en números.
• Frecuencia ν (s-1 o Hz): Se define como el número de ciclos o revoluciones que realiza un cuerpo en una unidad de tiempo (s). 
• Como el MCU describe ángulos iguales en tiempos iguales, por lo que transcurre con velocidad angular constante la ecuación que lo define es: θ = θ0 ± ω∙t (Oxford Educación, 2024).
• Al ser un movimiento periódico, puede ser descrito por un periodo T, que es el tiempo que tarda en realizar un ciclo completo, matemáticamente expresado como: T=1/υ .
• Velocidad angular: Es el ángulo barrido por el radio vector r en la unidad de tiempo, es decir: ω=2π/T→ω=2πυ.
• Velocidad lineal o tangencial: Es la tendencia que experimenta un objeto al salirse por la tangente cuando este se mueve a lo largo de una trayectoria circular. Es el vector tangente a la trayectoria. Esta dada por: vt=2πr/T=ω∙r.             

Fuente: (Fernández, 2023).

MCU en GeoGebra

Actividad de Aprendizaje

Descarga aquí: Actividad No.5 - MCU en 2 dimensiones

Parte No.1 - Variación del radio 

Al realizar esta parte en la simulación, se muestra a simple vista el cambio en sus gráficas, al ir aumentando la amplitud de las curvas, tal como se muestra en la figura que compara al ensayo realizado con un radio de 2 m y otro de 10 m. Aparte con los cálculos indirectos se evidencia que a medida que el radio va aumentando, la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta van aumentando a la vez. 

Fuente: Propia

Parte No.2 – Variación de la velocidad angular

Esta sección solo tenía tres ensayos, dos para comparar el cambio cuando el sentido de la velocidad angular cambia y cuando esta misma es cero. En el simulador se visualiza que el punto móvil cuando el sentido de la velocidad angular es negativa gira en sentido antihorario, evidenciándose en las gráficas mostradas. Además, con los cálculos indirectos solicitados el estudiante observará que la aceleración centrípeta aumentará, mientras que el periodo disminuirá a medida que la velocidad angular aumente. 

Fuente: Propia