INTRODUCCION:

En fsica, elmovimiento circular uniforme(tambin denominadomovimiento uniformemente circular) describe el movimiento de un cuerpo atravesando, conrapidezconstante, una trayectoriacircular.Se debe de recordar que la aceleracin se define como el cambio de la velocidad, no como el cambio de la rapidez. En un movimiento circular, el vector velocidad cambia de direccin, por lo que existe una aceleracin.Se define movimiento circular como aqul cuya trayectoria es una circunferencia. Una vez situado el origen O de ngulos describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes.Posicin angular,En el instantetel mvil se encuentra en el punto P. Su posicin angular viene dada por el ngulo, que hace el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen de ngulos O.El ngulo,, es el cociente entre la longitud del arcosy el radio de la circunferenciar,,=s/r. La posicin angular es el cociente entre dos longitudes y por tanto, no tiene dimensiones.

Velocidad angular,En el instantet'el mvil se encontrar en la posicin P' dada por el ngulo,'. El mvil se habr desplazado=' -en el intervalo de tiempot=t'-tcomprendido entretyt'.

Se denomina velocidad angular media al cociente entre el desplazamiento y el tiempo.

la velocidad angular en un instante se obtiene calculando la velocidad angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero.

Aceleracin angular,

Si en el instantetla velocidad angular del mvil esy en el instantet'la velocidad angular del mvil es'.La velocidad angular del mvil ha cambiado=' -en el intervalo de tiempot=t'-t comprendido entretyt'.

Se denomina aceleracin angular media al cociente entre el cambio de velocidad angular y el intervalo de tiempo que tarda en efectuar dicho cambio.

La aceleracin angular en un instante, se obtiene calculando la aceleracin angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero.

El movimiento circular tiene dos casos movimiento circular uniforme y movimiento circular uniformemente acelerado. Movimiento circular uniformeUn movimiento circular uniforme es aqul cuya velocidad angular es constante, por tanto, la aceleracin angular es cero. La posicin angular del mvil en el instantetlo podemos calcular integrando-0=(t-t0)o grficamente, en la representacin deen funcin det.

Habitualmente, el instante inicialt0se toma como cero. Las ecuaciones del movimiento circular uniforme son anlogas a las delmovimiento rectilneo uniforme

Movimiento circular uniformemente aceleradoUn movimiento circular uniformemente acelerado es aqul cuya aceleracines constante.Dada la aceleracin angular podemos obtener el cambio de velocidad angular-0entre los instantes t0yt, mediante integracin, o grficamente.

Dada la velocidad angularen funcin del tiempo, obtenemos el desplazamiento-0del mvil entre los instantest0yt, grficamente (rea de un rectngulo + rea de un tringulo), o integrando

Habitualmente, el instante inicialt0se toma como cero. Las frmulas del movimiento circular uniformemente acelerado son anlogas a las delmovimiento rectilneo uniformemente acelerado.

Despejando el tiempoten la segunda ecuacin y sustituyndola en la tercera, relacionamos la velocidadangularcon el desplazamiento-0

OBJETIVOS

Determinar la relacin funcional entre las cantidades fsicas posicin angular y tiempo de un cuerpo que describe, en una circunferencia, los movimientos: circular uniforme y circular con aceleracin constante.

EQUIPO INSTRUMENTAL.

Sistema giratorio sobre cojn neumtico.

Foto compuertas.

Sistema de adquisicin de datos.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. ACTIVIDAD 1.

De acuerdo a las instrucciones previas del docente y con la ayuda de l, familiarcese con el sistema giratorio sobre cojn neumtico que ser empleado para generar movimientos circulares. Utilice adems los conceptos y herramientas grficas de anlisis de datos. Haga girar el disco con las manos y registre datos de Theta en funcin del tiempo, discuta con su grupo de trabajo que tipo de grfica es, ajuste la funcin que usted considere, repita este procedimiento 3 veces impulsando el disco cada vez ms lento, discuta los coeficientes de cada una de las funciones ajustadas. Qu tipo de movimiento es: circular uniforme o circular uniformemente acelerado? Con la ayuda de la grfica se puede observar que modela un movimiento circular uniforme. Porque su velocidad tangencial no cambio y su aceleracin angular dio cero.

Grficamente la formula se observa , donde: = w y b = .

Qu significado fsico tiene la pendiente de la funcin ajustada?Como es un movimiento circular uniforme entonces la pendiente se ajusta a una lnea recta.

Grafica 1 Tiempo vs Theta (Primera toma).

Grafica 2 Tiempo vs Theta (Primera toma).

Grafica 3 Tiempo vs Theta (Primera toma).

Grafica 4 Tiempo vs Theta

ACTIVIDAD 2.

Recuerde como gener un movimiento uniformemente acelerado en la prctica de MUR y MUA Cmo podra generar un movimiento de este estilo, pero rotacional?Utilizando una masa en cada libre atada al centro del sistema giratorio, con un hilo horizontal y alineado con la polea del sensor de movimiento de rotacin ya que una vez se suelta parte del reposo lo impulsa a dar vueltas, es decir esta experimenta una aceleracin con una fuerza en la misma direccin y sentido fuerza centrfuga.Registre datos de Theta en funcin del tiempo, discuta con su grupo de trabajo que tipo de grfica es. Ajuste la funcin que usted considere, discuta los coeficientes de la funcin ajustada.

Qu tipo de movimiento es: circular uniforme o circular uniformemente acelerado? Las grficas son parbolas por lo cual el movimiento que se presenta es un movimiento circular uniformemente acelerado. Ya que como se mencion antes las frmulas de los movimientos M.C.U y M.C.U. A son anlogas con las del movimiento M.U.R y M.U.A.

Grficamente la formula se observa , donde: = , b = w y c =

Reporte la aceleracin angular. La aceleracin angular se define como la variacin de la velocidad angular con respecto al tiempo. Su ecuacin est definida de la siguiente manera:

= f -i / tdnde: Unidades (alfa) = aceleracin angular rad/s2f = velocidad angular final rad/s i = velocidad angular inicial rad/s t = tiempo s

= 0.9456-1.1602/4.994 =0.7132 rev/s

Grafique ahora velocidad tangencial versus tiempo.

Qu tipo de grfica es?, analice las caractersticas de la funcin y concluya.La grfica es una parbola.

ACTIVIDAD 3.

Haga girar el disco de manera uniforme, tome datos de theta vs tiempo pero ahora en diferentes radios, es decir para cada circulo de franjas este procedimiento debe hacerse sin detener el disco, para que no cambie las condiciones del experimento.

Analice las grficas para cada radio. Depende la velocidad angular del radio?La rueda lleva una misma velocidad lineal, pero diferente velocidad angular, es decir que mientras el radio grande gira una vez, el pequeo deber girar un poco ms en funcin a la relacin de los mismos radios (por ende tienen diferente velocidad angular).

Grafique ahora velocidad tangencial vs tiempo Depende la velocidad tangencial de radio?

Si depende del radio porque la velocidad tangencial es directamente proporcional al radio. Esto tambin sepuede comprobar desde la frmula de velocidad tangencial V = *R

Grafica 5 Tiempo vs Theta (Movimiento constante con diferentes radios).

ACTIVIDAD 4

Realizando EL procedimiento anterior para cada radio pero ahora para el movimiento circular uniforme acelerado, ahora analizando la aceleracin angular , y la tangencial. Para cada toma de datos debe enrollar el mismo nmero de vueltas la cuerda. Por qu cree que es necesaria esta precaucin.Se debe de tener la precaucin de dar el mismo nmero de vueltas al cordel para imprimir a cada movimiento la misma aceleracin y tener las mismas condiciones en los movimientos que la nica variable sea el radio.

CONCLUSIONES.

Cuando la aceleracin es cero la velocidad angular permanece constante y el movimiento circular es uniforme.

Cuando hay aceleracin en una partcula con movimiento circular la velocidad ya no es constante y el movimiento circular es uniformemente acelerado.

Cuando la aceleracin es cero aunque se mida la partcula con radios diferentes la velocidad angular permanecer constante y el movimiento circular ser uniforme.

REFERENCIAS.

Fsica Prctica: Velocidad Tangencial en MCU. http://www.fisicapractica.com/velocidad-tangencial-mcu.php.Velocidad Tangencial. http://www.slideshare.net/eze333/velocidad-tangencial-3-a.Movimiento Circular. http://aplicaciones.colombiaaprende.edu.co/colegios_privados/sites/default/files/MOVIMIENTO_CIRCULAR.pdf