Movimiento Bidimensional

Actividad 2.

2.1.4. Movimiento bidimensional: circular y tiro parabólico

Practica 2. Movimiento circular de un cuerpo.

Introducción

En la siguiente práctica vamos a analizar el movimiento circular e identificar los elementos que intervienen. Estos elementos nos van a proporcionar información valiosa para poder calcular distancias y tiempos conforme se va generando el trayecto de un objeto. A su vez nos permitirá crear un modelo para hacer estimaciones reales por ejemplo la distancia y velocidad a la que gira un satélite sobre la tierra.

Modelo teórico

Un cuerpo describe un movimiento circular cuando gira alrededor de un punto fijo central llamado eje de rotación. Ya cuando se tiene identificado dicho eje, podremos precisar su posición si tomamos el centro como origen del sistema. De esta manera, el vector que nos indicará su posición para cada intervalo de tiempo, se encontrará determinado por el radio de la circunferencia. Por tanto, el vector de posición tendrá una magnitud constante y su dirección será la misma que tenga el radio de la circunferencia.

El movimiento circular uniforme se caracteriza por la velocidad tangencial, ya que este movimiento circular que al cabo de cada vuelta de la partícula, pasa por la misma posición y con la misma velocidad, que es tangente a la trayectoria.

Desarrollo

Para base de nuestro modelo utilizamos el video llamado Tren en movimiento circular, el cual delimitamos el inicio y fin de la sección que vamos a utilizar. De la misma forma, agregamos los ejes, en donde el punto donde cruzan ambos es el centro del círculo que forman las vías. Por ultimo agregamos la regla que nos servirá como la medida de referencia, tal y como se muestra en la siguiente figura:

Figura 1.1 Tren, ejes y regla.

Creamos una masa puntual y creamos un autotrack tomando como referencia la chimenea del tren para generar los puntos automáticamente. El rango de frames va a ser del 151 a 731 en intervalos de 10.

Figura 1.2 Creación de autotrack.

Después de obtener la trayectoria, Tracker nos crea automáticamente la tabla de datos y la gráfica inicial que es x con relación al tiempo, como se observa en la figura:

Figura 1.3 Puntos y datos creados por autotrack.

Ahora obtenemos la tabla de datos para realizar la graficas en Excel y la forma de hacer esto se muestra a continuación:

Figura 1.4 Obtención de tabla de datos.

Por último, elaboramos un modelo para poder calcular el radio de la trayectoria, el periodo del movimiento, la velocidad lineal, la aceleración lineal, la aceleración centrípeta y la velocidad rotacional de un satélite que gira alrededor de la tierra como se muestra a continuación:

T = 2π/ω a = v^2/r

Distancia satélite = 35000 km de la tierra Radio medio de la tierra = 6371 km

Radio total 41,371 Km

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