Guía de laboratorio Movimiento circular uniforme

Guía de laboratorio

Movimiento circular uniforme

Objetivos:

• Analizar cuantitativamente el movimiento circular uniforme
• Diseñar un montaje experimental para comprobar la existencia de  la fuerza centrípeta.
• Reconocer la variación que sufre la fuerza centrípeta al modificar la longitud del radio.
• Determinar la velocidad lineal en el movimiento circular
• Determinar el valor de la fuerza centrípeta.

Materiales

• Bote con agua
• Pelota de esponja
• Hilo
• Balanza
• Tubo de plástico de un lapicero
• Cinta métrica o regla
• Cronómetro
• Aguja

Marco teórico

El movimiento circular uniforme (M.C.U.) es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo, pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular,  aunque sí aceleración normal.

Algunas de las principales características del movimiento circular uniforme (M.C.U.) son las siguientes:

La velocidad angular es constante (ω = cte)

Velocidad tangencial   se refiere a que la velocidad instantánea del móvil en M.C.U tiene una dirección tangencial a la trayectoria de cada instante resultado por ello perpendicular al radio de la circunferencia y la podemos de la siguiente manera:

V= w.r

Período (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          T=1/f

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

F=n/T

Velocidad angular: es la rapidez con la que varía el ángulo  en el tiempo y se mide en radianes por segundos.

W=2π/T

Posición angular, viene dada por ángulos, la partícula el centro de la circunferencia y el origen de los ángulos, la posición angular está dada por:

θ=s/r

Aceleración centrípeta, se de un vector que representa la variación de la dirección de la velocidad de un móvil a lo largo del tiempo. Su dirección es perpendicular a la trayectoria que sigue el móvil y su sentido apunta hacia el centro de la curvatura. Se expresa de la siguiente manera:

Ac=V2/r

Fuerza centrípeta, es la componente de la fuerza que actúa sobre el objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea y que ésta dirigida hacia el centro de la trayectoria, se expresa de la siguiente manera:

Fc=m*V2/r

Procedimiento experimental

• Se obtiene la masa del objeto (bote con agua), y la masa de la pelota, con el hilo de nylon se sujeta la manzana por la parte superior, hacemos pasar el hilo a través del tubo plástico del lapicero y sujetamos la aguja en el extremo que se encuentra libre, por último, se introduce la aguja en la pelota de esponja.

Datos y Análisis

Tabla 1: Datos Obtenidos en el experimento del movimiento.

TIEMPO (s)

Tabla 2: Cálculo de la fuerza centrípeta.

Datos y Análisis

Tabla 1: Datos Obtenidos en el experimento del movimiento.

TIEMPO (s)

Tabla 2: Cálculo de la fuerza centrípeta.

...