Supongamos que el reloj tiene tres manecillas: hora, minutos y segundos.
Supongamos, además, que la manecilla de minutos y la de segundos son de la misma
longitud (desde el centro del reloj hasta el extremo de la manecilla) ra
2,00 m ; y la de hora
rb 1,50 m
Suponiendo que las manecillas de nuestro reloj se mueven describiendo un movimiento
circular uniforme, podremos determinar algunas magnitudes físicas, como son: la velocidad
angular para cada manecilla, la velocidad lineal del extremo de cada manecilla y la aceleración
centrípeta, también del extremo de cada manecilla.
Sabemos que para un movimiento MCU, se cumple que:
Velocidad angular:
2 f donde f es la frecuencia que indica el número de vueltas por unidad de tiempo.
Velocidad lineal:
v r donde r es el radio de la circunferencia de giro.
Aceleración centrípeta:
v2
a 2r r
Para realizar nuestros cálculos, primero, necesitamos determinar la frecuencia de giro para
cada manecilla:
Para la manecilla de segundos (segundero):
fm 1 vuelta por hora
Para la manecilla de minutos (minutero):
Para la manecilla de las horas: fh
1
fs 1 vuelta por minuto
de vuelta por hora
12
1
12
1
60
1
de vuelta por segundo
3600
1
3600
de vuelta por segundo
Finalmente:
Para el segundero: s
2 fs 2
vs s ra
1
60
30
rad s
2 ms
30
15
rad s 0,105 rad s
m s 0,209 m s
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de vuelta por segundo
v s2
as r
a
Para el minutero: m
15
2
vm
am r
a
2
ms
2
2 fm 2
vm m ra
2
2
1
rad s
3600
2 ms
1800
2
2
2
m s 0,022 m s
2
rad s 1,745 10
1800
m s 3,490 10
900
3
3
rad s
ms
2
2
15
900
2
ms
2
900
2
2
2
m s 6,092 10
6
ms
2
Para la manecilla de las horas:
h 2 fh 2
vh h rb
2
vh
ah r
b
1
12
21600
1,50
21600
1,50
1
3600
rad s
21600
rad s 1,454 10
1,50 m s 2,181 10 4 m s
2
2
m s 3,173 10
8
ms
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2
4
rad s