Prueba de Historia y Ciencias Sociales

GUIA DE FÍSICA
Movimiento Circunferencial Uniforme
Nombre: ____________________________________ Curso 3º medio: ____
Profesor: Mario Meneses Señor
M.C.U
a) La trayectoria del cuerpo es una circunferencia
b) Recorre arcos iguales en tiempos iguales
c) Describe ángulos iguales en tiempos iguales
1.- Periodo y frecuencia
Periodo (T): Tiempo que emplea el cuerpo en dar una vuelta completa
Dónde: t representa el tiempo empleado, n la cantidad de vueltas y T el periodo
medido en [segundos]
Frecuencia (f): Cantidad de vueltas por unidad de tiempo
Unidades:
Relación entre periodo
proporcionales, por lo tanto:
y
frecuencia:
Son
magnitudes
inversamente
DESCRIPCION LINEAL DEL MCU
2.- Velocidad lineal : magnitud vectorial que relaciona la distancia recorrida
(arco de circunferencia) con el tiempo empleado
a) Magnitud (rapidez lineal):
En un tiempo igual a T, el cuerpo da la vuelta completa recorriendo todo el
perímetro de la circunferencia, es decir, una distancia igual a
, entonces,
remplazando en (1):
(2)
o bien
(3)
La rapidez lineal o magnitud de la velocidad permanece constante.
b) Dirección: Es tangente a la trayectoria. Es variable.
c) Sentido: Coincide con el sentido de avance. Es variable.
3.- Aceleración Centrípeta (
: A pesar de que en el MCU, la rapidez lineal
es constante, La velocidad lineal es variable, ya que constantemente este vector
cambia su dirección y sentido, lo cual implica una aceleración denominada,
aceleración centrípeta. Esta magnitud vectorial queda definida por su:
a) Magnitud:
Dónde: representa la velocidad lineal; r corresponde al radio de giro y ac es la
aceleración centrípeta medida en [m/s2] o [cm/s2] según las unidades utilizadas.
La magnitud de la aceleración centrípeta es constante
b) Dirección: es radial., es decir, en la dirección del radio. Es variable
c) Sentido: Hacia el centro de la circunferencia
Observación:
-
Los vectores velocidad lineal y aceleración centrípeta son siempre
perpendiculares
La aceleración centrípeta es proporcional al cuadrado de velocidad e
inversamente proporcional al radio de giro
DESCRIPCION ANGULAR DEL MCU
4.- Velocidad angular : Magnitud vectorial que relaciona el ángulo descrito por
el radio y el tiempo empleado:
a) Magnitud:
(1)
En un tiempo igual a T, el cuerpo da la vuelta completa describiendo un ángulo de
2π rad, entonces remplazando en la ecuación (1) tenemos:
(2)
o bien
(3)
Las unidades pueden ser [grados/seg] o [rad/seg] o [rpm]
Obseración: La tabla muestra algunas equivalencias entre grados y radianes
b) Dirección: Siempre perpendicular al plano de giro
c) Sentido: Se obtiene mediante la “regla de la mano derecha”
Observación: la siguiente figura muestra un disco que gira con MCU en sentido
horario donde se marcaron dos puntos 1 y 2. Se puede concluir que:
RELACIONES ENTRE MAGNITUDES LINEALES Y ANGULARES
5.- Relación entre velocidad lineal y angular.
6.- Relación entre aceleración centrípeta y rapidez angular.
TRANSMISION DE MOVIMIENTO
a) Cuando dos ruedas están contacto o conectadas por una correa la rapidez
lineal será la misma en ambas ruedas. Entonces se cumple que:
b) Dos discos o ruedas unidos por un eje tendrán la misma rapidez angular
EJERCICIOS
1.- Un cuerpo con MCU gira dando 720 rpm. Calcula la rapidez angular en [rad/s].
R: 24π rad/s
2.- Un cuerpo describe un arco de 50 m en 10 s. Determina la rapidez angular si
el radio de giro es de 10 m
R: 0,5 rad/s
3.- Un cuerpo gira con una frecuencia de 480 rpm. Calcula la rapidez angular en
[rad/s].
R: 16 π rad/s
4.- Un móvil con MCU gira con una frecuencia de 180 rpm. Calcula la distancia
que recorre en 10 s si el radio de giro es de 2/π m
R. 120 m
5.- En una circunferencia de 50 cm de radio un móvil gira a 600 rpm:
a) determina su rapidez angular en (rad/s)
b) determina la rapidez lineal
6.- Dos insectos A y B se encuentran sobre un disco que gira a 2400 rpm. El
insecto A está a 30 cm del centro y el otro a 20 cm del centro. Determina la razón
R: 3/2
7.- Las poleas de la figura están ligadas por medio de una correa. Si la polea de
mayor radio da 8 vueltas cada 4 segundos. Determina la frecuencia de la polea
menor R: 5 Hz
8.- En el siguiente sistema determina la rapidez angular de la rueda “B”. Si r A = 6
m; rB = 2 m y ωA = 60 rad/s
R: 180 rad/s
9.- Dos engranajes están girando uno engranado al otro, el mayor,
de 30 cm de diámetro gira a 200 rpm. Hallar la rapidez angular y
lineal del segundo que tiene 10 cm de diámetro
R: 100π cm/s; 20π rad/s
10.- En el sistema de la figura se tiene que rA= 40
cm; rB= 16 cm y fA= 600 rpm. Entonces la frecuncia
de la rueda B es:
R:25 Hz
11.- Un Disco de 5 cm de radio, gira con una rapidez angular
de 8 rad/s, según lo anterior; determina la rapidez lineal del
punto A, ubicado a 3 cm del borde del disco R: 16 cm/s
12.- Según la figura, la rueda gira a razón de 60 rpm; según lo anterior,
determina la rapidez angular en rpm de la rueda B
13.- Si RA=4RB. Determina el periodo de la rueda A, si el periodo de la rueda B es
de 4 s
R: TA= 1 s
14.- Determina la rapidez angular de C en rpm
R: 600 rpm
15.- En un disco que gira con MCU se marcan dos puntos, según se indica en la
figura:
a) Indique que punto posee mayor rapidez lineal
b) Indique que punto posee mayor rapidez angular
16.- Un disco de radio 20 cm, gira uniformemente dando 40 vueltas por minuto.
Se marcan dos puntos sobre él, los cuales son A= 10 cm y B= 20 cm, ambos
medidos desde el centro:
a) ¿Cuál es la rapidez lineal de cada punto?
b) ¿Cuál es la aceleración centrípeta de cada punto?
c) ¿Qué valor tiene la rapidez angular de ambos puntos?
d) si el disco gira en el plano XY, el cual concuerda con la
superficie de la mesa indica la dirección y sentido del
vector velocidad angular