TALLER GRADO DÉCIMO (MOVIMIENTO CIRCULAR, MECÁNICA CELESTE)

OBJETIVOS:

A. Objetivo General: Comprender las características generales delmovimiento Circular Uniforme.

B. Objetivos específicos: 

1. Retomar el tema trabajado durnte las clases antes de vacaciones.
2. Realizar algunos ejercicios aplicados a la rotacion de los planetas.

Nota: El presente material servirá de complemento instroductorio a los laboratorios del 3er periodo académico.

Responde en el cuaderno las siguientes preguntas: 

1.      ¿Qué entiendo por una figura geométrica sólida?
2.      ¿Qué significa que un cuerpo gire en torno a otro?

3.      ¿Por qué razón la tierra gira en torno al sol y la luna en torno a la tierra?

4.      ¿Qué es la astronomía?

5.      ¿Qué es un sistema solar?

6.      ¿Cuáles son los planetas que conforman nuestro sistema solar?

7.      ¿Qué es una galaxia?

8.      Las estrellas giran en torno a qué?

Nota: Realizar en el cuaderno un análisis del marco teórico. Lo puedes plasmar a través de mapa conceptual y/o texto con sus respectivas figuras.

Realizar un mapa conceptual y/o un resumen en donde expongas las ideas principales del texto:

I. Introducción:

La astronomía es una de las ciencias más antiguas y al mismo tiempo de las más modernas. Aparentemente desdeñada hasta hace pocos años, bajo el presupuesto de que fue considerada como una actividad contemplativa y ociosa en torno a objetos que nada tenían que ver con la vida cotidiana, realmente si se ocupó de los asuntos propios del hombre, para anticipar los eventos de la naturaleza, de carácter cíclico, que le permitían su supervivencia: la caza, la pesca, la agricultura y el transporte.

 Aunque el hombre en la vida citadina no observa las estrellas y se ha alejado de la naturaleza primitiva, habitando un medio más artificial, ha entrado en la era de los cohetes lunares y los satélites. Hoy es indiscutible la importancia de esta ciencia que ha llegado a las mentes de un sector nutrido de la población. La astronomía y las ciencias vecinas están conociendo un crecimiento verdaderamente explosivo, que se traduce, sobre todo, en el número cada vez mayor de trabajos científicos.  

II. MOVIMIENTO CIRCULAR:

Para que un móvil descria una trayectoria circular, una componente de su aceleración debe ser perpendicular a su trayectoria. Esta componente normal de su aceleración se relaciona de manera sencilla con la velocidad del móvil y con su trayectoria. En particular cuando se mueve con rapidez constante.

2.1. Desplazamiento Angular: Cuando la gran rueda gira, todos los puntos giran el mismo ángulo en el mismo tiempo. El Angulo barrido por un objeto que gira con respecto a un radio fijo de la rueda, lo llamamos desplazamiento angular Δφ. En la siguiente figura, se ilustra el desplazamiento angular de un disco entre los tiempos t1 y t2. El desplazamiento angular en el Sistema Internacional de Unidades se mide en radianes. Un Radian (rad) es la medida de un ángulo con vértice en el centro de la circunferencia. Un giro completo corresponde a un ángulo de 2. Π radianes, es decir, que 2. Π rad = 360º

 

2.2. VELOCIDAD ANGULAR

La velocidad angular es la rapidez con la que varía el ángulo en el tiempo y se mide en radianes / segundos.
(2 π [radianes] = 360°)




Por lo tanto si el ángulo es de 360 grados (una vuelta) y se realiza por ejemplo en un segundo, la velocidad angular es: 2 π [rad / s].

Si se dan dos vueltas en 1 segundo la velocidad angular es 4 π [rad / s].

Si se da media vuelta en 2 segundos es 1/2 π [rad / s].

La velocidad angular se calcula como la variación del ángulo sobre la variación del tiempo.

Por ejemplo si se recorre todo el perímetro de una circunferencia de radio 5 metros en 1 segundo, la velocidad tangencial es:

Ecuación de la velocidad tangencial

La ecuación que se utiliza para calcular la velocidad tangencial se expresa como la velocidad angular por el radio.


v= W.r


En MCU la velocidad tangencial es constante (en módulo) para un mismo punto. A mayor distancia del eje, la velocidad tangencial aumenta. Su dirección varía continuamente, teniendo siempre la misma dirección que la recta tangente al punto en donde se encuentre el móvil.

2.4. ACELERACIÓN CENTRÍPETA:

En el  MCU, la velocidad tangencial es constante en módulo durante todo el movimiento. Sin embargo, es un vector que constantemente varía de dirección (siempre sobre una recta tangente a la circunferencia en el punto en donde se encuentre el móvil). Para producir la modificación de una velocidad aparece una aceleración, pero debido a que no varía el módulo de la velocidad, el vector de esta aceleración es perpendicular al vector de la velocidad.



            

2.5. FRECUENCIA Y PERIODO:

Frecuencia:
La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). La unidad más común es el Hertz. Un Hertz equivale a una vuelta en un segundo (1 / s).


f= cantidad de vueltas/Tiempo


 Periodo:

El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia.

T=1/f

De la misma forma la frecuencia se puede calcular como la inversa del período.

T=1/f
                    
              

TALLER:

Deacuerdo a la información dada, analiza cada una de las siguientes situaciones y respondelas en el cuaderno de física.

1.      ¿Tiene la misma velocidad angular una persona que está situada cerca de uno de los polos de la Tierra que otra persona que está situada en el ecuador? ¿Qué puedes afirmar de su velocidad angular?

2.      ¿Cuál es la velocidad angular y la velocidad lineal de una persona situada en el ecuador terrestre, debidas al movimiento de la tierra sobre su eje? El radio de la tierra es de 6375 Kilómetros.

3.   Un niño subido en un carrusel emplea en cada vuelta 120 segundos. ¿Cuál es la velocidad angular? Si el radio e su trayectoria es de 5 metros ¿cuál es su velocidad lineal?

4.  Una sierra circular eléctrica gira con una frecuencia de 3000 revoluciones por minuto. Determinar el periodo de revolución y la velocidad angular con la que gira.