Resumen del movimiento circular no uniforme
El movimiento circular no uniforme denota un cambio en la velocidad de una partícula que se mueve a lo largo de una trayectoria circular.
Objetivos de aprendizaje
Explicar cuándo una partícula experimenta un movimiento circular no uniforme
Puntos clave
Puntos clave
- En el movimiento circular no uniforme, el tamaño del vector velocidad (velocidad) cambia, lo que denota un cambio en la magnitud de la velocidad.
- El cambio de velocidad tiene implicaciones para la aceleración radial ( centrípeta ). Hay dos posibilidades: 1) el radio del círculo es constante; o 2) la fuerza radial (centrípeta) es constante.
- En cualquiera de los dos casos, la velocidad angular en el movimiento circular no uniforme no es constante, ya que \omega = \frac{text{v}}{text{r}}, y \text{v}} varía.
Términos clave
- radial: Que se mueve a lo largo de un radio.
- Centrípeta: Dirigido o en movimiento hacia un centro.
¿Qué entendemos por movimiento circular no uniforme? La respuesta está en la definición de movimiento circular uniforme, que es un movimiento circular con velocidad constante. Se deduce entonces que el movimiento circular no uniforme denota un cambio en la velocidad de la partícula que se mueve a lo largo de la trayectoria circular. Nótese especialmente el cambio en los tamaños del vector velocidad, que denota un cambio en la magnitud de la velocidad.
Diagrama del movimiento circular no uniforme: En el movimiento circular no uniforme, la magnitud de la velocidad angular cambia con el tiempo.
El cambio de dirección se contabiliza mediante la aceleración radial («aceleración centrípeta»), que viene dada por la siguiente relación: \text{a}_\text{r} = \frac{text{v}^2}{text{r}}. El cambio de velocidad tiene implicaciones en la aceleración radial (centrípeta). Hay dos posibilidades:
1: El radio del círculo es constante (como en el movimiento a lo largo de un carril circular o pista de motor). Un cambio en \text{v} cambiará la magnitud de la aceleración radial. Esto significa que la aceleración centrípeta no es constante, como en el caso del movimiento circular uniforme. Cuanto mayor sea la velocidad, mayor será la aceleración radial. Una partícula que se mueve a mayor velocidad necesitará una mayor fuerza radial para cambiar de dirección y viceversa cuando el radio de la trayectoria circular es constante.
2: La fuerza radial (centrípeta) es constante (como un satélite que gira alrededor de la tierra bajo la influencia de una fuerza de gravedad constante). El movimiento circular ajusta su radio en respuesta a los cambios de velocidad. Esto significa que el radio de la trayectoria circular es variable, a diferencia del caso del movimiento circular uniforme. En cualquier caso, la ecuación de la aceleración centrípeta en términos de «velocidad» y «radio» debe satisfacerse. Lo importante es señalar aquí que, aunque el cambio de velocidad de la partícula afecta a la aceleración radial, el cambio de velocidad no se ve afectado por la fuerza radial o centrípeta. Necesitamos una fuerza tangencial para afectar el cambio en la magnitud de una velocidad tangencial. La aceleración correspondiente se llama aceleración tangencial.
En cualquier caso, la velocidad angular en el movimiento circular no uniforme no es constante ya que \omega = \frac{text{v}}{text{r}} y \text{v}} es variable.