MOVIMIENTO CIRCULAR 

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:  

El movimiento circular, también conocido con la abreviatura MCU, ocurre cuando un objeto se mueve alrededor de un eje central y sigue una trayectoria circular con velocidad constante y velocidad angular constante. Esto significa que describe el mismo ángulo al mismo tiempo. El movimiento circular es importante en muchos campos de la ciencia y la tecnología. En física, el movimiento circular es esencial para comprender conceptos como aceleración centrípeta, fuerza centrípeta y velocidad angular. Esto también se aplica a campos como la ingeniería mecánica, el diseño de máquinas y los sistemas de transmisión de energía. Además, el movimiento circular es fundamental en disciplinas como la astronomía, que estudia las órbitas de los planetas y satélites alrededor del sol u otros cuerpos celestes. Con este proyecto que presentamos esperamos mostrar cómo, utilizando las propiedades del movimiento circular podemos estudiar la transmisión del movimiento circular , la frecuencia, el tiempo  y el periodo a través de las muestras  resultantes de este movimiento en nuestro proyecto.

    

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MOVIMIENTO CIRCULAR

 

El movimiento circular se define como aquel cuyo recorrido es un círculo.

Un movimiento circular, también llamado movimiento curvo, es otro movimiento simple. Estamos rodeados de objetos que exhiben movimiento circular: un CD reproducido en un sistema estéreo, las manecillas de un reloj o las ruedas de una motocicleta son ejemplos de movimiento circular; es decir, los objetos se mueven en círculo. La experiencia demuestra que todos los objetos en rotación tienen un movimiento circular. Si un objeto en rotación siempre completa el mismo número de revoluciones por segundo, decimos que tiene movimiento circular uniforme (MCU). Los sexajes son una forma de medir ángulos, pero hay otras formas, una de las cuales es utilizar radianes. Ahora consideremos el problema de medir ángulos en radianes.

Para medir un ángulo en radianes, mida la longitud del arco delimitado por el ángulo θ en la figura y también mida el radio del círculo.

Divide el círculo por el radio para ver cuántas veces el radio entra en el círculo. Dado que el radio y el arco deben medirse en las mismas unidades, el radianes es efectivamente un número sin unidades.   

 

EL PERIODO 

El período de movimiento circular (T) es el tiempo que tarda una partícula u objeto en realizar una revolución, revolución o ciclo completo.

Por ejemplo, el período de rotación de la Tierra es de 24 horas. El período de rotación de la manecilla grande del reloj es de 1 hora. Las unidades de período son segundos o, en casos más grandes, una unidad más grande. Cuando se conoce la frecuencia (en ciclos o revoluciones por segundo), el período (T) se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

FRECUENCIA 

 Se denomina frecuencia (F) de un movimiento circular al número de revoluciones, vueltas o ciclos completos durante la unidad de tiempo. La unidad utilizada para cuantificar (medir) la frecuencia de un movimiento es el hertz (Hz) , que indica el número de revoluciones o ciclos por cada segundo.

VELOCIDAD ANGULAR   

Cuando un objeto se mueve en una circunferencia, llevará una velocidad, ya que recorre un espacio, pero también recorre un ángulo .

Para tener una idea de la rapidez con que algo se está moviendo con movimiento circular, se ha definido la velocidad angular ( ω) como el número de vueltas que da el cuerpo por unidad de tiempo.

Si un cuerpo tiene gran velocidad angular quiere decir que da muchas vueltas por segundo.

De manera sencilla: en el movimiento circular la velocidad angular está dada por la cantidad de vueltas que un cuerpo da por segundo.

Otra manera de decir lo mismo sería: en el movimiento circular la velocidad angular está dada por el ángulo recorrido (θ) dividido por unidad de tiempo. El resultado está en grados por segundo o en rad por segundo

VELOCIDAD TANGENCIAL 

La velocidad tangencial en movimiento circular es la velocidad de un objeto en un punto dado de su trayectoria circular y es perpendicular al radio de ese punto. Para calcular la velocidad tangencial se procede de la siguiente manera: se divide el espacio recorrido en un círculo (o arco) por el tiempo, que se expresa mediante la siguiente fórmula:

ACELERACION CENTRIPETA 

La aceleración centrípeta es el cambio de dirección de un vector lineal y la aceleración resultante se llama aceleración centrípeta. Esta aceleración tiene dirección radial y siempre se dirige hacia el centro del círculo. Necesitamos saber que cuando cambia cualquier componente del vector velocidad, debe ocurrir aceleración. En el caso del movimiento circular, esta aceleración se denomina aceleración centrípeta debido al cambio de dirección del vector velocidad angular.

ACELERACION  ANGULAR  

Al igual que el movimiento lineal o rectilíneo, el movimiento circular puede ser de velocidad constante o acelerado. Bajo la influencia del par generado, la velocidad de rotación se puede aumentar o disminuir. La aceleración angular (α) se define como el cambio de la velocidad angular con respecto al tiempo y se calcula como:  

Dónde:

α = aceleración angular final en rad/s 2

ω f = velocidad angular final en rad/s

ω i = velocidad angular inicial (rad/s)

t = tiempo transcurrido en segundos

Una forma más útil de la ecuación anterior es:

ω f = ω yo α t

 

ACELERACION  TANGENCIAL 

Imaginemos nuevamente un disco giratorio. Hay un punto en el borde del disco para acelerar la rotación con un movimiento circular. Este punto siempre tiene una tasa de cambio tangente al camino. Este cambio de velocidad se llama aceleración tangencial. La aceleración representa el cambio en la velocidad lineal y se expresa en la fórmula

EJERCICIOS 

El movimiento circular y sus propiedades como la frecuencia, el período y la velocidad angular se pueden utilizar de muchas maneras en la vida cotidiana. Algunos ejemplos:

1. Conducir un vehículo: Cuando giras el volante, realizas un movimiento circular determinado por la frecuencia y la velocidad angular. Estas funciones le permiten controlar la dirección y la cantidad de giro del vehículo. 2. En electrodomésticos: Muchos electrodomésticos, como ventiladores y lavadoras, utilizan motores que crean movimientos circulares. La frecuencia y el período de este movimiento determinan qué tan rápido giran las aspas del ventilador o el tambor de la lavadora.

3. En juegos mecánicos: Los juegos mecánicos, como una noria o un tiovivo, funcionan con un movimiento circular. La frecuencia y el período determinan qué tan rápido gira la estructura y brinda al usuario una experiencia emocionante. 4. En los deportes: Muchos deportes, como el tenis o el golf, requieren un movimiento circular para golpear la pelota. La velocidad angular y el período de movimiento afectan la fuerza y ​​la precisión del impacto.

Estos son sólo algunos ejemplos de la aplicación de los movimientos circulares en la vida cotidiana. Es un concepto fundamental en muchos aspectos de nuestra vida diaria y nos ayuda a comprender y controlar diversos fenómenos físicos 

DISEÑO 

Los elementos planteados para  el diseño de el proyecto fueron : 

Potenciómetros: para poder controlar la frecuencia

 

 Pinzas : para la conexión entre la batería y el cableado

Batería (9v)

Cableado

Madera 

Triple

Bandas elásticas 

Tornillos

Tubos delgados 

Destornillador

Cortadora de madera 

Los instrumentos de medición que se utilizaran para poder poner aprueba todos los conceptos que se plantearon en la problemática serán los siguientes

Cronómetro

  

Transportador

Planilla 

Y es necesario también calculadora

PLANIFICACIÔN 

Hicimos una linea de tiempo para que se organicé mucho mejor todo el proceso de planificación del proyecto

 

CONSTRUCCIÔN

Primeramente  buscamos plantear una problemática para así poder darle sentido a nuestro proyecto, investigamos y comenzamos  a plantear el proyecto  que al principio no resultó por que creamos algo que no tenía resistencia y por ende no funcionaba para demostrar nada , tratamos de replantar el boceto y creamos otro pero está vez lo creamos con materiales  resistentes y que tuvieran funcionalidad , decidimos que sería con triple o madera para que resistiera y más que todo tuviera estabilidad

Lo primero que hicimos fue darle forma a las 2 ruedas que conformarían cada polea y darle  una base que sería de madera , pegamos el eje de las circunferencias con colbón , buscamos una forma de transmitir movimiento entre las poleas , conseguimos unos elásticos que perfectamente transmitían el movimiento, para que fuera más uniforme el movimiento le incluimos un motor el cual va conectado a una de las poleas con un elástico e incluimos un potenciómetro para poder manipular la frecuencia y tener más asertividad en los cálculos . Conseguimos una batería que brindaría la energía para la transferencia de movimiento entre las poleas y luego medimos las circunferencias una de ellas mide 1,5 cm y otra 2,5 Cm , marcamos también una parte de las poleas para llevar contabilidad de las vueltas que da y poder calcular la frecuencia y periodo de forma correcta

  EVALIUACIÔN