Movimiento circular
Cinemática angular y fuerza centrípeta: por qué dar vuelta a rapidez constante también es acelerar.
La idea que ordena el tema
Dar vuelta es acelerar, aunque el velocímetro no se mueva. La aceleración no mide qué tan rápido vas: mide cómo cambia tu velocidad, y la velocidad incluye la dirección. Y la fuerza centrípeta no es una fuerza nueva: es el papel que juega una que ya estaba ahí —la fricción de las llantas, la tensión de la cuerda, la gravedad de la Tierra—.
Las fórmulas
f = 1 ÷ T
Periodo y frecuencia son la misma cosa al revés: 4 segundos por vuelta son 0.25 vueltas por segundo.
ω = 2π ÷ T
La velocidad angular cuenta radianes, no vueltas. Ese 2π que se olvida es la mitad de los errores del tema.
v = ω · r
Todos los puntos giran con la misma velocidad angular, pero el del borde va más rápido: recorre un círculo mayor en el mismo tiempo.
F_c = m · v² ÷ r
La rapidez va al cuadrado: al doble de rapidez hace falta cuatro veces la fuerza, no el doble.
El error que cuesta caro
La fuerza centrífuga no existe. Lo que te avienta contra la puerta en una curva es tu inercia queriendo seguir derecho mientras el coche gira. La única fuerza real apunta al centro. Y ojo con las rpm: 300 rpm son 5 vueltas por segundo pero 31.4 rad/s, y entre las dos lecturas hay un factor de 2π.
Practica y comprueba
Contesta con la unidad que quieras o solo con el número. El procedimiento aparece cuando pides ver la respuesta.
- 1
Una rueda de la fortuna de 10 m de radio da una vuelta completa cada 40 s. ¿Cuál es su frecuencia?
Movimiento circular · basico
- Radio: 10.00 m
- Periodo: 40.00 s
Puedes escribir la unidad que quieras, o solo el número.
- 2
Una rueda de la fortuna de 10 m de radio tarda 40 s por vuelta. ¿Cuál es su velocidad angular?
Movimiento circular · basico
- Radio: 10.00 m
- Periodo: 40.00 s
Puedes escribir la unidad que quieras, o solo el número.
- 3
Una rueda de la fortuna de 10 m de radio gira con periodo de 40 s. ¿Con qué rapidez se mueve una cabina?
Movimiento circular · intermedio
- Radio: 10.00 m
- Periodo: 40.00 s
Puedes escribir la unidad que quieras, o solo el número.
- 4
Un disco de 0.15 m de radio gira a 300 rpm. ¿Cuál es su velocidad angular en radianes por segundo?
Movimiento circular · intermedio
- Radio: 0.150 m
- Velocidad angular: 300.0 rpm
Puedes escribir la unidad que quieras, o solo el número.
¿Ya lo dominas?
En la autoevaluación hay un examen por cada uno de estos temas, y un final que junta toda la mecánica de preparatoria.