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• JoelTevesMendoza

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Gua de laboratorio N°2 FINALIDAD Fomentar en los estudiantes un mejor entendimiento sobre el M.C.U. de la parte teórica y repetitiva a la parte experimental. OBJETIVO  Reproducir y describir un movimiento circular uniforme (M.C.U.)  Desarrollará las habilidades en la construcción del material necesario para reproducir un movimiento circular. MARCO TEORICO Se define movimiento circular como aquel cuya trayectoria es una circunferencia. Una vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes. La velocidad angular, se puede calcular a partir del período o la frecuencia, ya que el período y la frecuencia son 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. La velocidad angular (ω) como la velocidad tangencial son nulas, ya que el M.C.U. es constante.

El periodo (T), que es el tiempo que el cuerpo emplea en dar una vuelta completa. Esto implica que las características del movimiento son las mismas cada T segundos. La expresión para el cálculo del periodo es T=2π/ω y es sólo válida en el caso de los movimientos circulares uniformes (m.c.u.).

La frecuencia (f), que es el número de vueltas que da el cuerpo en un segundo. Su valor es el inverso del periodo.

Aceleración centrípeta, una partícula en un movimiento circular uniforme (MCU) si que tiene aceleración, la aceleración centrípeta. Esto se debe a que, aunque el módulo de la velocidad se mantiene constante, el vector cambia constantemente de dirección. Ésta se calcula como:

Fuerza centrípeta (ΣFn), es la fuerza responsable de dotar de aceleración centrípeta a un cuerpo. Tiene la dirección del radio de la circunferencia, sentido hacia el centro y módulo constante.

RELACIÓN DE MATERIALES  1 hélice casera que estará hecha de:  Una billa metálica (acero).  Un tubo de pvc de 25 cm.  Una cuerda de 60cm.  Una billa metálica (acero)  Una tapa.  Cronometro PROCEDIMIENTO 1ero hacer girar la hélice a una velocidad adecuada, de tal manera que sostenga la pesa y esta se mantenga en equilibrio. 2do Mide la longitud de la cuerda desde el extremo de la hélice hasta la parte superior del tubo este será el radio del movimiento circular, mide también la cantidad de revoluciones que realiza la hélice en un lapso de 5 segundos, repite esta operación y apunta tus resultados.

Hallando masa de la billa P especifico = Peso/Volumen de una esfera  Peso = P especifico (acero) / volumen de una esfera

Peso = 7850 Kg/m3 x 4/3 π x r3 -> 7850 Kg/m3 x 4/3 π x (0.014 m)3 Peso = 7850 Kg/m3 x 1.149 m3 Peso = 0.090 Kg

RESULTADOS Numero de revoluciones 13 12 12

Tiempo 5 segundos 5 segundos 5 segundos

Radio 0,36 m. 0,36 m. 0,36 m.

Masa de la billa 0,090 kg 0,090 kg 0,090 kg

Promediando el número de revoluciones: (13 + 12 + 12) / 3 = 12.33 

Hallando el periodo (T) 12.33 1 vuelta



5 seg. x = 0.40 seg. T = 0.40 seg.

Hallando Frecuencia (f) f = 1 /T -> 1 / 0.40 = 2.5rev. / seg. f = 2.5 rev. / seg.



Hallando velocidad angular (w) w = 2π x f -> 2π x 2.5 = 15.7 rad/s w = 15.7 rad/s



Hallando velocidad tangencial (v) v = w x r -> 15.7 rad/s x 0.36 m. = 5.65 m/s v = 5.65 m/s



Hallando la aceleración centrípeta (ac) ac = v2 / r -> (5.65 m/s)2 / 0.36 m = 88.67 m/s2 ac = 88.67 m/s2



Hallando la fuerza centrípeta Fcentrípeta = m x v2/r -> 0.090 Kg x 5.65 m/s / 0.036 m Fcentrípeta = 14.125 N

CUESTIONARIO 1. ¿Qué fuerza se requiere para mantener la pelota en su órbita circular? 

Se requiere una fuerza constante para mantener la velocidad tangencial (Vt), lo que permite que la pelota se mantenga en su órbita circular.

2. Si la magnitud de la velocidad tangencial (Vt) es constante, ¿Por qué existe la aceleración centrípeta? 

Aunque la velocidad tangencial se constante, el movimiento va hacer que la dirección cambie, este cambio es lo que se considera como aceleración centrípeta (ac).

3. ¿En qué dirección se moverá un objeto al estar girando en un punto, si la fuerza centrípeta (Fc) se anula en un momento determinado? 

Se moverá en dirección contraria de la dirección inicial.

CONCLUSIONES El movimiento circular uniforme es aquel que tiene como constante la velocidad angular, para que el cuerpo mantenga uniforme en el aire. A demás que es un movimiento periódico, por lo que toma como referencias primordiales el periodo y la frecuencia; sin embargo no son los únicos datos que se verifican y hallan en este movimiento, pues también se puede calcular el desplazamiento, la velocidad angular, la velocidad tangencial, la aceleración centrípeta y la masa de la pesa, esta es la fuerza centrípeta. El movimiento circular uniforme es también en movimiento en dos dimensiones: un movimiento circular y con una velocidad constante en magnitud, es decir, que la velocidad depende del radio del círculo y el tiempo que tarde el cuerpo en dar una vuelta.

Durante la práctica se pudo observar que al tomar el radio en el movimiento circular uniforme , la cantidad de fuerza requerida era mayor, a pesar de que la masa también era constante; y además de que durante el tiempo del movimiento la persona que desarrollaba la parte de crear y mantener el cuerpo en movimiento, debía tratar de llevar una velocidad constate no muy alta, de modo que la persona que llevara la cuenta pudiera hacerlo sin mayor dificultad.