PROTOTIPO PARA DEMOSTRAR Y APLICAR PRINCIPIOS CIENTÍFICOS DEL MOVIMIENTO CIRCULAR

Objetivo

Demostrar median un prototipo las principales características del Movimiento Circular, así como obtener la medición de cada uno de los aspectos que forman este movimiento.

Fundamento teórico

El movimiento circular es el movimiento más sencillo de dos dimensiones y es muy común obsérvalo en nuestra vida cotidiana. Uno de sus principales usos son las atracciones de feria en donde el movimiento circular es el protagonista, por ejemplo la rueda de la fortuna o los carruseles. Entre las principales características de este movimiento se encuentran:

Velocidad Angular

Representa el cociente entre el desplazamiento angular de un cuerpo y el tiempo que tarda en efectuarlo.

ω=θ/T

Velocidad Tangencial

Cuando un cuerpo se encuentra girando, cada una de las partículas del mismo se mueve a lo largo de la circunferencia descrita por él con una velocidad lineal mayor a medida que aumenta el radio de la circunferencia. Esta velocidad tangencial también recibe el nombre de lineal. La dirección del movimiento siempre es tangente a la circunferencia recorrida por la partícula y representa la velocidad que llevaría esta si saliera disparada tangencialmente.

V_L= 2πr/T

Frecuencia

Es el número de vueltas, revoluciones o ciclos que efectúa un móvil en un segundo.

f= (numero de ciclos)/(1 segundo)

La frecuencia equivale al inverso del periodo.

f= 1/T en ciclo/s

Periodo

Es el tiempo que tarda un cuerpo en dar una vuelta completa o en completar un ciclo.

T= (segundos transcurridos)/(1 ciclo)

El periodo equivale al inverso de la frecuencia.

T= 1/f en s/ciclo

Aceleración Angular:

El cambio que experimenta la velocidad angular por unidad de tiempo. Se denota por la letra griega alfa α. Al igual que la velocidad angular, la aceleración angular tiene carácter vectorial.

Se expresa en radianes por segundo al cuadrado.

α_(= ) ω/T

Fuerza Centrípeta

Es la fuerza dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria, que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea.

Observaciones

Construimos un carrusel a escala para poder demostrar las características del Movimiento Circular. Los materiales utilizados fueron ligeros y coloridos para darle el ambiente de feria. Mediante el número de vueltas que da el carrusel en cierto periodo podremos encontrar su periodo, frecuencia así como su velocidad angular. También determináremos su velocidad tangencial, y su desaceleración que se dada al momento de finalizar el recorrido en el carrusel.

Material

Materiales para el carrusel

Motor con rotación

Unicel

Foam

Papel de colores

Palillos de madera

Hilo o listón

Silicón y cinta adhesiva

Material para la experimentación

Carrusel

Cronometro

Regla

Elaboración del carrusel

Con el unicel se corta la base circular del carrusel con un diámetro de 12 cm.

Se construyen las canastas del carrusel (6 o 8) con el foam y se pegan con silicón o cinta adhesiva.

Con el papel se forma un cono amplio que será el techo del carrusel.

Se le coloca el hilo en cada una de las canastas para posteriormente ser pegadas al techo de papel. Las canastas deben de tener la misma distancia entre una y otra.

Se fija el techo en la base y la base se fija firmemente en el motor con rotación.

Experimentación

Iniciar a girar el carrusel y con el cronometro tomar el tiempo que tarda en dar 5 y 10 vueltas. Realizar este proceso 5 veces para obtener un promedio.

Tomar el tiempo en que tarda en detenerse el carrusel desde que se deja de presionar el botón del motor.

Con los datos obtenidos calcular la frecuencia, periodo, velocidad angular, velocidad tangencial

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