Significado de Movimiento Circular. Concepto, Definición, Qué es Movimiento Circular
Definiciones y Conceptos de Movimiento Circular
Definición de Movimiento Circular
En cinemática, el movimiento circular (también llamado movimiento circunferencial) es el que se basa en un eje de giro y radio constantes, por lo cual la trayectoria es una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es constante (giro ondulatorio), se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio y centro fijos y velocidad angular constante.En el movimiento circular hay que tener en cuenta algunos conceptos que serían básicos para la descripción cinemática y dinámica del mismo:
• Eje de giro: es la línea recta alrededor de la cual se realiza la rotación, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo pero para cada instante concreto es el eje de la rotación (considerando en este caso una variación infinitesimal o diferencial de tiempo). El eje de giro define un punto llamado centro de giro de la trayectoria descrita (O).
• Arco: partiendo de un centro fijo o eje de giro fijo, es el espacio recorrido en la trayectoria circular o arco de radio unitario con el que se mide el desplazamiento angular. Su unidad es el radián (espacio recorrido dividido entre el radio de la trayectoria seguida, división de longitud entre longitud, adimensional por tanto).
• Velocidad angular: es la variación del desplazamiento angular por unidad de tiempo (omega minúscula, ).
• Aceleración angular: es la variación de la velocidad angular por unidad de tiempo (alfa minúscula, ).
En dinámica de los movimientos curvilíneos, circulares y/o giratorios se tienen en cuenta además las siguientes magnitudes:
• Momento angular (L): es la magnitud que en el movimiento rectilíneo equivale al momento lineal o cantidad de movimiento pero aplicada al movimiento curvilíneo, circular y/o giratorio (producto vectorial de la cantidad de movimiento por el vector posición, desde el centro de giro al punto donde se encuentra la masa puntual).
• Momento de inercia (I): es una cualidad de los cuerpos que depende de su forma y de la distribución de su masa y que resulta de multiplicar una porción concreta de la masa por la distancia que la separa al eje de giro.
• Momento de fuerza (M): o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro (es el equivalente a la fuerza agente del movimiento que cambia el estado de un movimiento rectilíneo).
Concepto de Movimiento Circular
Se define como movimiento circular aquél cuya trayectoria es una circunferencia.El movimiento circular, llamado también curvilíneo, es otro tipo de movimiento sencillo.
Estamos rodeados por objetos que describen movimientos circulares: un disco compacto durante su reproducción en el equipo de música, las manecillas de un reloj o las ruedas de una motocicleta son ejemplos de movimientos circulares; es decir, de cuerpos que se mueven describiendo una circunferencia.
A veces el movimiento circular no es completo: cuando un coche o cualquier otro vehículo toma una curva realiza un movimiento circular, aunque nunca gira los 360º de la circunferencia.
La experiencia nos dice que todo aquello da vueltas tiene movimiento circular. Si lo que gira da siempre el mismo número de vueltas por segundo, decimos que posee movimiento circular uniforme (MCU).
Ejemplos de cosas que se mueven con movimiento circular uniforme hay muchos:
La tierra es uno de ellos. Siempre da una vuelta sobre su eje cada 24 horas. También gira alrededor del sol y da una vuelta cada 365 días. Un ventilador, un lavarropas o los viejos tocadiscos, la rueda de un auto que viaja con velocidad constante, son otros tantos ejemplos.
Pero no debemos olvidar que también hay objetos que giran con movimiento circular variado, ya sea acelerado o decelerado.
El movimiento circular en magnitudes angulares
La descripción de un movimiento circular puede hacerse bien en función de magnitudes lineales ignorando la forma de la trayectoria (y tendremos velocidad y aceleración tangenciales), o bien en función de magnitudes angulares (y tendremos velocidad y aceleración angulares). Ambas descripciones están relacionadas entre sí mediante el valor del radio de la circunferencia trayectoria.
Al trabajar con magnitudes angulares es imprescindible entender lo relativo a una unidad de medida angular conocida como radián.
El radián
Si tenemos un ángulo cualquiera y queremos saber cuánto mide, tomamos un transportador y lo medimos. Esto nos da el ángulo medido en grados. Este método viene de dividir la circunferencia en 360º, y se denomina sexagesimal.
(Para usar la calculadora en grados hay que ponerla en DEG, Degrees, que quiere decir grados en inglés).
El sistema de grados sexagesimales es una manera de medir ángulos, pero hay otros métodos, y uno de ellos es usando radianes.
Ahora veamos el asunto de medir los ángulos pero en radianes.
Para medir un ángulo en radianes se mide el largo del arco (s) abarcado por el ángulo θ de la figura a la izquierda. Esto se puede hacer con un centímetro, con un hilito o con lo que sea. También se mide el radio del círculo.
Para obtener el valor del ángulo (θ) en radianes usamos la fórmula:
y tenemos el ángulo medido en radianes
Hacer la división del arco sobre radio significa ver cuántas veces entra el radio en el arco. Como el radio y el arco deben medirse en la misma unidad, el radián resulta ser un número sin unidades.
Esto significa que el valor del ángulo en radianes solo me indica cuántas veces entra el radio en el arco. Por ejemplo, si el ángulo θ mide 3 radianes, eso significa que el radio entra 3 veces en el arco abarcado por ese ángulo.
Su quisiéramos calcular o conocer al valor del arco, hacemos:
Significado de Movimiento Circular
El Movimiento Circular Uniforme se describe con las mismas características que el Movimiento Rectilíneo Uniforme, la única diferencia es que este se hace en una línea recta, mientras que el MCU describe una trayectoria circular, esto nos quiere decir que el movimiento que se está ejecutando es constante en términos de velocidad y aceleración la cual es nula, sin embargo la dirección que toma el objeto en estudio es diferente ante la presencia de un camino curvo unido en sus puntas.A diferencia del MRU el Movimiento Circular Uniforme trabaja con variable y datos de acuerdo al círculo en el que estudiamos, nos basamos entonces en la relación del ángulo que toma la partícula en movimiento respecto al centro de origen el cual está ubicado en el centro de la circunferencia. En MCU se utiliza como unidad para definir el desplazamiento una llamada Radian, la cual describe una distancia que recorre todo el alrededor de la circunferencia. El Movimiento Circular Uniforme debe ser graficado en un plano cartesiano, sin embargo la curva debe ser expresada en términos de radianes, versores fundamentales (0, I, J) se encargan de medir el ángulo y la amplitud de este en la circunferencia.
El ángulo debe medirse en radianes, sin embargo la trigonometría juega un papel fundamental a la hora de simplificar el resultado, este ángulo también puede ser medido en grados los cuales con concebidos gracias al complejo uso que se le puede dar a los grados. De esta manera podemos encontrarnos con la siguiente data: La circunferencia entera mide un total de 2π (2Pi) radianes o lo que es igual 360º ya que la unidad π (Pi) en este ámbito equivale a 180º, media circunferencia equivale a 1π o lo que es lo mismo 180º, un cuarto de circunferencia lo podemos denotar como π/2 o 90º y así sucesivamente hasta disponer con ayuda de la trigonometría de un completo campo de ángulos para el estudio. En la vida cotidiana este movimiento tiene una aplicación muy diversa, propia de aquellos objetos que describen una vuelta de constante velocidad, como una noria, el plato de un horno microondas, entre otros.
Última actualización de esta pagina el 01 de novienbre de 2020
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