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Movimiento Circular

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Movimiento Circular
En cinemática, el movimiento circular (llamado también movimiento circunferencial) es el que se basa en un eje de giro y radio constante, por lo cual la trayectoria es una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante.
Conceptos
En los movimientos circulares hay que tener en cuenta algunos conceptos específicos para este tipo de movimiento:
 Eje de giro: es la línea alrededor de la cual se realiza la rotación, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo, pero para cada instante de tiempo, es el eje de la rotación.
 Arco: partiendo de un eje de giro, es el ángulo o arco de radio unitario con el que se mide el desplazamiento angular. Su unidad es el radián.
 Velocidad angular: es la variación de desplazamiento angular por unidad de tiempo.
 Aceleración angular: es la variación de la velocidad angular por unidad de tiempo.
En dinámica del movimiento giratorio se tienen en cuenta además:
 Momento de inercia: es una cualidad de los cuerpos que resulta de multiplicar una porción de masa por la distancia que la separa al eje de giro.
 Momento de fuerza: o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro.

Frecuencia
La frecuencia es la inversa del periodo, es decir, las vueltas que da un móvil por unidad de tiempo. Se mide en hercios o s-1


Periodo
El período indica el tiempo que tarda un móvil en dar una vuelta a la circunferencia que recorre. Se define como:

Arco
Arco angular o posición angular es el arco de la circunferencia, medido en radianes, que realiza un giro, se lo representa con la letra .
Si se llama e al espacio recorrido, a lo largo de la circunferencia de radio R, se tiene que:

Radio Vector
Deniminamos asi al vector cuyo origen se encuentra en el centro de giro, y su extremo señala a la particula en movimiento, moviéndose con ella
Veloxidad Angular
La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es elradián por segundo (rad/s).
Aunque se la define para el movimiento de rotación del sólido rígido, también se la emplea en la cinemática de la partícula o punto material, especialmente cuando ésta se mueve sobre una trayectoria cerrada (circular, elíptica, etc).




Velocidad angular
El módulo de la velocidad angular media o rapidez angular media se define como la variación de la posición angular sobre el intervalo de tiempo.

de modo que su valor instantáneo queda definido por:

En un movimiento circular uniforme, dado que una revolución completa representa 2π radianes, tenemos:

donde T es el período (tiempo en dar una vuelta completa) y f es la frecuencia (número de revoluciones o vueltas por unidad de tiempo).
Si v es la velocidad de un punto y r es su distancia al eje de rotación, el periodo también se puede obtener a partir de la velocidad:

de modo que


Aceleración centrípeta
La aceleración centrípeta (también llamada aceleración normal) es una magnitud relacionada con el cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento cuando recorre una trayectoria curvilínea.
Cuando una partícula se mueve en una trayectoria curvilínea, aunque se mueva con rapidez constante (por ejemplo el MCU), su velocidad cambia de dirección, ya que es un vector tangente a la trayectoria, y en las curvas dicha tangente no es constante.


Expresión
En coordenadas polares, la aceleración de un cuerpo puede descomponerse en sus componentes radial y tangencial , quedando:

Dónde: r y θ son las coordenadas polares de la partícula; ω es la velocidad angular (que es igual a dθ/dt); α es la aceleración angular (que es igual a dω/dt).
Se le llama aceleración centrípeta al término rω2 presente en la componente radial de la aceleración ar. Dado que v = ωr, la aceleración centrípeta también se puede escribir como:

El término 2(dr/dt)ω localizado en la componente tangencial de la aceleración es conocido como la aceleración de Coriolis.
En el movimiento circunferencial, mientras la dirección del vector velocidad va variando punto a punto, la aceleración centrípeta se manifiesta como un vector con origen en el vector posición y con dirección, y sentido, hacia el centro de la circunferencia.

Aceleracion Normal
En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por o y su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.
En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración del cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él (segunda ley de Newton):

Donde F es la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, m es la masa del cuerpo, y a es la aceleración. La relación anterior es válida en cualquier sistema de referencia inercial.

Describir las fuerzas que aparecen en el movimiento circular
La fuerza centrífuga es una fuerza ficticia que aparece cuando se describe el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación, o equivalentemente la fuerza aparente que percibe un observador no inercial que se encuentra en un sistema de referencia giratorio.
El calificativo de "centrífuga" significa que "huye del centro". En efecto, un observador no inercial situado sobre una plataforma giratoria siente que existe una «fuerza» que actúa sobre él, que le impide permanecer en reposo sobre la plataforma a menos que él mismo realice otra fuerza dirigida hacia el eje de rotación. Así, aparentemente, la fuerza centrífuga tiende a alejar los objetos del eje de rotación.
En general, la fuerza centrífuga asociada a una partícula de masa en un sistema de referencia en rotación con una velocidad angular y en una posición respecto del eje de rotación se expresa:

Por lo tanto, el módulo de esta fuerza se expresa:


• FUERZA CENTRÍPETA
La segunda ley de Newton determina el movimiento circular y los demás movimientos de una partícula. La aceleración, dirigida el centro del circulo, que tiene una partícula con movimiento circular uniforme ha de ser producida por una fuerza dirigida también hacia el centro. Como la magnitud de la aceleración normal es igual a v2 / R, y su dirección es hacia su centro, la magnitud de la fuerza normal sobre una partícula de masa m es

Generalmente hay varias fuerzas que actúan sobre un cuerpo con movimiento circular uniforme. En este caso, el vector suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo ha de tener la magnitud dada por la ecuación y de estar dirigido directamente hacia el centro del circulo.
La fuerza que aparece en la ecuación se denomina a veces fuerza centrípeta. El termino no es un afortunado, puesto que parece implicar que esta fuerza es de alguna manera diferente de las demás fuerzas ordinarias, o que el movimiento circular genera de algún modo una fuerza adicional; nada de este es correcto. El termino de centrípeta se refiere al efecto de la fuerza, es decir, al hecho de que ocasionan un movimiento circular en el cual cambia la dirección de la velocidad, pero no su magnitud.
Centrífuga significa <<escapar de un centro>> examinemos esta opinión. En primer lugar, el cuerpo no permanece en esa posición. Un instante después ocupara una posición distinta sobre su trayectoria circular. En el instante considerado esta moviéndose en la dirección del vector velocidad v y a menos que actué una fuerza resultante sobre él, continuará moviendo en esta dirección, según la primera ley de Newton. Si estuviera actuando sobre él una fuerza hacia fuera, igual y opuesta a la componente hacia dentro de la fuerza T, no habría fuerza resultada hacia dentro para desviarlo lateralmente de su dirección de movimiento actual.
Cuando se hace girar en círculo una pelota, ésta es acelerada ‘hacia dentro’. La aceleración se debe a una fuerza centrípeta (que tiende hacia el centro): la tensión de la cuerda. La fuerza necesaria es igual a mv2/r, donde m es la masa de la pelota, v su velocidad y r el radio de la circunferencia descrita. La mano que tira de la cuerda experimenta una fuerza de reacción centrífuga (dirigida hacia fuera).

Como funciona Fisicamente un reloj a cuerda
a idea básica empieza en un muelle o resorte principal, el cual se

rebobina ya sea con cuerda manual por medio de la corona o automáticamente con el movimiento del brazo que hace que el rotor gire sobre su eje y rebobine el resorte o muelle; la energía de este resorte se transmite a un juego de engranes y estos, a su vez, al escape que por medio del volante y su espiral regula el movimiento que a través de otro juego de engranes hace girar las manecillas y el disco fechador.



En el caso de los relojes de cuarzo, el funcionamiento se origina en la corriente de una batería de 1.55 volts, que produce vibraciones sobre el cuarzo a una frecuencia constante de 32768 hz/seg, que a su vez se conecta a una bobina, esta a un micromotor y por último a los engranes que dan mivimiento a las manecillas y el disco fechador.

Tanto el reloj de cuerda como en el automático, el tiempo promedio de funcionamiento con la cuerda a tope es de 40 horas.

El reloj de cuarzo cuenta con tiempo promedio de funcionamiento con bateria nueva de dos años.

El reloj de energía solar basa su funcionamiento en la corriente que se origina al almacenar energía para crear las vibraciones necesarias y comenzar el proceso de funcionamiento de la misma manera que en un mecanismo de cuarzo.

Hermeticidad es la capacidad del reloj de impedir la entrada de polvo, humedad o agua, se puede expresar en atmósferas, Ej: 3atm. = a 30m. o la más común expresada en metros, water resistant o waterproof 30 mts.

Control Oficial Suizo de Cronómetros

Es quien verifica la precisión de cada reloj durante un mínimo de 16 días, sometiéndolos a diferentes posiciones y temperaturas; si el reloj es aprobado, se exitende el certificado oficial en el que aparece, marca, modelo y número de serie.

Para el mejor funcionamiento de sus relojes se recomienda que se haga servicio de limpieza, engrasado y cambio de empaques cada tres o cuatro años a los relojes mecánicos, a los relojes de cuarzo es bueno revisar los empaques al momento de cambiar la pila que normalmente seá cada 2 años, se recomienda que estos servicios se hagan con relojeros de prestigio que cuentan con la tecnología y refacciones originales.

Las fotoceldas requieren de una a dos horas para cargarse a su máxima capacidad.

Cronógrafo es un reloj que cuenta con horario, minutero y segundero, además tiene una manecilla en el centro de la carátula que mediante dos pulsadores se puede poner en marcha, pararla y volverla a cero, esta aguja de una vuelta por minuto, otra manecilla llamada de contador, totaliza el número de minutos, generalmente hasta treinta; y ocasionalmente puede haber otro contador que totaliza el contador de minutos llegando hasta 12 horas.

Los relojes con fases lunares marcan el día del mes, de la semana, el mes y las fases de la luna; el mes lunar tiene una duración exacta entre dos lunas llenas de 29 días, 12 horas y 44 minutos, por esto mismo estos relojes cuentan con pulsadores especiales para ajustar las fechas.

Relojes de complicación son llamados así, por contar con mecanismos más sofisticados, como algunos ejemplos tenemos el cronógrafo rattrapante, tipo especial de cronógrafo que cuenta con doble manecilla para medir lapsos en diferentes eventos, en donde una de ellas se puede detener mediante un pulsador especial y, una vez efectuada la lectura, alcanza nuevamente a la otra manecilla.



El calendario perpetuo es un reloj que marca hora, día del mes, de la semana, el año y fases lunares, además de reconocer los años bisiestos así como los meses de 30 o 31 días.

Reloj horario mundial este reloj cuenta con un bisel interior que cuenta 24 horas y que gira en sentido opuesto a las manecillas haciendo coincidir la ciudad base a las 12 horas se conoce la hora en cualquier uso horario y como consecuencia en otra ciudad del mundo.

Reloj regulador en la circunferencia de la carátula se muestran solo los minutos y en dos circunferenicas más pequeñas, las horas en una y los segundos en otra.

Reloj extra plano son relojes que tienen un movimiento de 1.5 a 2.0 mm. la mayoría son de cuarzo pero existen de cuerda manual, y por lo genral son carátulas finas y sencillas que denotan su elegancia.




Como funciona Fisicamente la rueda de Chicago
cuando tienes un movimiento circular, el movimiento circular es como una rueda de la fortuna, bueno pues

cuando tienes este movivmiento, se crean dos fuerzas una centrifuga y una centripeta,
--la centrifuga es la fuerza hacia afura del tambo
--la centripeta es hacia adentro del tambo

entonces ponen a girar en tambo de la leche, a una cierta velocidad , y como la crema es mas densa y pesada que la leche, la crema se queda en el centro y la leche sale por los lados y asi separan la crema de la leche.

Es como seca la ropa la lavadora, tambien , gira a una cierta velocidad que la fuerza centrifuga saca el agua de la ropa
Como funciona Fisicamente la rueda de la Bicicleta
La estabilidad de la bicicleta circulando en una curva se debe sobre todo a la fuerza centrífuga que actúa en el centro de gravedad del conjunto de máquina y ciclista, y al efecto giroscópico de las ruedas anterior y posterior.
Cuando se circula en una línea recta, la acción del efecto giroscópico está también combinada con la de la fuerza centrífuga, pues aunque en principio ella pueda parecernos sorprendente, la trayectoria descrita por la máquina no es del todo recta, sino que forma una neo sinuosa con respecto a la dirección de avance de lvehículo.
Así pues, al circular “en línea recta” describimos en realidad pequeñas curvas, alternativamente a la derecha y a la izquierda. A continuación se exponen las razones de este hecho.

Movimiento de la tierra
La Tierra no se encuentra en reposo con respecto al Sol sino que está sometida a movimientos de diversa índole. Los principales movimientos de la Tierra son los movimientos de rotación, traslación, precesión y nutación.
Movimiento de rotación
Es un movimiento que efectúa la Tierra girando sobre sí misma a lo largo de un eje imaginario denominado Eje terrestre que pasa por sus polos. Una vuelta completa, tomando como referencia a las estrellas, dura 23 horas con 56 minutos y 4 segundos y se denomina día sidéreo. Si tomamos como referencia al Sol, el mismo meridiano pasa frente a nuestra estrella cada 24 horas, llamado día solar. Los 3 minutos y 56 segundos de diferencia se deben a que en ese plazo de tiempo la Tierra ha avanzado en su órbita y debe de girar algo más que un día sideral para completar un día solar.
La primera referencia tomada por el hombre fue el Sol, cuyo movimiento aparente, originado en la rotación de la Tierra, determina el día y la noche, dando la impresión que el cielo gira alrededor del planeta. En el uso coloquial del lenguaje se utiliza la palabra día para designar este fenómeno, que en astronomía se refiere como día solar y se corresponde con el tiempo solar.

Movimiento de traslación
Es un movimiento por el cual la Tierra se mueve alrededor del Sol. En 365 días con 6 horas, esas 6 horas se acumulan cada año, transcurridos 4 años, se convierte en 24 horas (1 día). Cada cuatro años hay un año que tiene 366 días, al que se denomina Año Bisiesto. La causa de este movimiento es la acción de la gravedad, y origina una serie de cambios que, al igual que el día, permiten la medición del tiempo. Tomando como referencia el Sol, resulta lo que se denomina año tropical, lapso necesario para que se repitan las estaciones del año. Dura 365 días, 5 horas y 47 minutos. El movimiento que describe es una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media del Sol de prácticamente 150 millones de kilómetros ó 1 U.A. (Unidad Astronómica: 149 675 000 km). De esto se deduce que la Tierra se desplaza con una rapidez media de 106 200 km/h (29,5 km/s).
La trayectoria u órbita terrestre es elíptica. El Sol ocupa uno de los focos de la elipse y, debido a la excentricidad de la órbita, la distancia entre el Sol y la Tierra varía a lo largo del año. A primeros días de enero se alcanza la máxima proximidad al Sol, produciéndose el perihelio, donde la distancia es de 147,5 millones de km,1 mientras que en los primeros días de julio se alcanza la máxima lejanía, denominado afelio, donde la distancia es de 152,6 millones de km.
Como se observa en el gráfico de arriba, el eje terrestre forma un ángulo de unos 23,5º respecto a la normal de la eclíptica, fenómeno denominado oblicuidad de la eclíptica. Esta inclinación, combinada con la traslación, produce sendos largos períodos de varios meses de luz y oscuridad continuadas en los polos geográficos, además de ser la causa de las estaciones del año, derivadas del cambio del ángulo de incidencia de la radiación solar.






Movimiento de precesión
El movimiento de precesión de los equinoccios, es debido al movimiento de precesión de la Tierra causado por el momento de fuerza ejercido por el sistema Tierra-Sol en función de la inclinación del eje de rotación terrestre con respecto al Sol (alrededor de 23,43°).
La inclinación del eje terrestre varía con una frecuencia incierta, ya que depende (entre otras causas) de los movimientos telúricos. En febrero del 2010, se registró una variación del eje terrestre de 8 centímetros aproximadamente, por causa del terremoto de 8,8° Richter que afectó a Chile. En tanto que el maremoto y consecuente tsunami que azotó al sudeste asiático en el año 2004, desplazó 17,8 centímetros al eje terrestre.2
Debido a lo anterior, la duración de una vuelta completa de precesión nunca es exacta; no obstante, los científicos la han estimado en un rango aproximado de entre 25 700 y 25 900 años. A este ciclo se le denomina año platónico.

Movimiento de nutación
La precesión es aún más compleja si consideramos un cuarto movimiento: la nutación. Esto sucede con cualquier cuerpo simétrico o esferoide girando sobre su eje; un trompo (peónza) es un buen ejemplo, pues cuando cae comienza la precesión. Como consecuencia del movimiento de caída, la púa del trompo se apoya en el suelo con más fuerza, de modo que aumenta la fuerza de reacción vertical, que finalmente llegará a ser mayor que el peso. Cuando esto sucede, el centro de masa del trompo comienza a acelerar hacia arriba. El proceso se repite, y el movimiento se compone de una precesión acompañada de una oscilación del eje de rotación hacia abajo y hacia arriba, que recibe el nombre de nutación.
Para el caso de la Tierra, la nutación es la oscilación periódica del polo de la Tierra alrededor de su posición media en la esfera celeste, debido a las fuerzas externas de atracción gravitatoria entre la Luna y el Sol con la Tierra. Esta oscilación es similar al movimiento de una peonza (trompo) cuando pierde fuerza y está a punto de caerse.3
La Tierra se desplaza unos nueve segundos de arco cada 18,6 años, lo que supone que en una vuelta completa de precesión, la Tierra habrá realizado 1385 bucles.



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6 comentarios - Movimiento Circular

Vicky_fceyn
yeahhhhhhhhhhhh fisica!!!!!!! como necesito esto pa la facuu
elmasternet +1
pone una foto porlo menos para que no se haga aburrido.
por cierto
Movimiento Circular