Velocidad Tangencial

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Velocidad tangencial en MCU
La velocidad tangencial es la velocidad del móvil (distancia que recorre en el tiempo).
Por lo tanto para distintos radios y a la misma velocidad angular, el móvil se desplaza a
distintas velocidades tangenciales. A mayor radio y a la misma cantidad de vueltas por
segundo, el móvil recorre una trayectoria mayor, porque el perímetro de esa circunferencia
es mayor y por lo tanto la velocidad tangencial también es mayor.
La velocidad tangencial se mide en unidades de espacio sobre unidades de tiempo, por
ejemplo [m/s], [km/h], etc. Se calcula como la distancia recorrida en un período de 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
Para calcular la velocidad tangencial se multiplica la velocidad angular por el radio.
V = Velocidad tangencial [m/s]
ω = Velocidad angular = 2 π f [rad/s]
r = Radio de giro [m]
Para el ejemplo anterior la calculamos como:
https://www.fisicapractica.com/velocidad-angular-mcu.php
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.
Ejemplo de velocidad tangencial (Ejercicio resuelto de velocidad tangencial)
Calcular la velocidad tangencial de un disco de 0,15 metros de radio, que completa una
vuelta cada 7 segundos.
Solución:
¿Cómo se calcula la velocidad tangencial? Para calcular esta velocidad, se escribe la
ecuación de la velocidad tangencial. Después de eso, se reemplazan los valores y se
realizan las operaciones.
En resumen, la velocidad del disco es 0,135 metros por segundo.
Fórmula:
Fuentes:
https://leerciencia.net/la-velocidad-angular-y-la-velocidad-tangencial-formulas-y-relacion/
https://www.fisicapractica.com/velocidad-tangencial-mcu.php#:~:text=La%20velocidad%20ta
ngencial%20es%20la,desplaza%20a%20distintas%20velocidades%20tangenciales.
ACELERACIÓN CENTRÍPETA
En un movimiento circular cualquiera, la aceleración puede tener una componente en
dirección tangencial a la circunferencia y otra componente en dirección radial y dirigida
hacia el centro de la trayectoria. A la primera se le llama aceleración tangencial y a la
segunda, aceleración centrípeta.
La aceleración tangencial se manifiesta como un cambio en el módulo de la velocidad
tangencial, mientras que la aceleración centrípeta aparece como un cambio en la dirección
y sentido de la velocidad.
En un movimiento circular uniforme, debido a que el módulo de la velocidad tangencial es
constante, solo existe una aceleración que cambia la dirección y el sentido de la velocidad,
es decir, la aceleración centrípeta.
https://leerciencia.net/la-velocidad-angular-y-la-velocidad-tangencial-formulas-y-relacion/
https://www.fisicapractica.com/velocidad-tangencial-mcu.php#:~:text=La%20velocidad%20tangencial%20es%20la,desplaza%20a%20distintas%20velocidades%20tangenciales
https://www.fisicapractica.com/velocidad-tangencial-mcu.php#:~:text=La%20velocidad%20tangencial%20es%20la,desplaza%20a%20distintas%20velocidades%20tangenciales
El cambio del vector velocidad tangencial apunta hacia el centro de curvatura, al igual que la
aceleración centrípeta ac.
Si se considera el cambio de velocidad, ∆v = v f − vi , que experimenta un móvil en un
pequeño intervalo de tiempo ∆t , se ve que ∆v es radial y está dirigido hacia el centro
curvatura. La aceleración, por lo tanto, también tiene esa dirección y sentido, y por eso se
denomina aceleración centrípeta.
Si consideramos un intervalo de tiempo muy pequeñísimo y considerando las relaciones
geométricas de la figura anterior tenemos:
Como hemos aprendido, la aceleración es una consecuencia de la aplicación de una fuerza
neta sobre el cuepor, por lo que la aceleración centrípeta tendrá la misma dirección y
sentido que la fuerza centrípeta, bastará sólo con multiplicar la masa del cuerpo en cuestión
por la aceleración.
F=ma
Fuerza centrífuga y centrípeta
Primero que todo no debe comfundirse con la aceleración centrífuga. La aceleración
centrífuga es aquella que adquieren los cuerpos por causa del "efecto fuerza centrifuga".
Antes que nada cabe aclarar que la fuerza centrífuga es una fuerza de inercia. Como toda
fuerza de inercia resulta de describir el movimiento de una partícula o sistema de partículas
desde un sistema de referencia no inercial. La fuerza centrífuga (F) no es una fuerza
propiamente tal, sino que es producida por la inercia de los cuerpos al moverse en torno a
un eje, pues estos tienden a seguir una trayectoria tangencial a la curva que describen.
(Tomado de Wikipedia)
Fuerza Centrípeta
Fuerza Centrípeta
Fuerza Centrífuga
Fuerza Centrifuga
Como podemos observar la diferencia radica en la dirección que tienen ambas fuerzas y el
sistema de referencia que se use. Si tomamos el centro de giro como sistema de referencia,
tendremos que preguntarnos "quién o que sumoatoria de fuerza hace las veces de fuerza
centrípeta" y si tomamos como sistema de referencia el cuerpo que está girando (sistema
no inercial), nos preguntamos "qué sumatoria de fuerza equilibra la fuerza centrífuga que
empuja hacia afuera".
Componente tangencial y normal de la aceleración
Ejemplo:
El vector velocidad del movimiento de una partícula viene dado por v=(3t-2)i+(6t2-5)j m/s.
Calcular las componentes tangencial y normal de la aceleración en el instante t=2 s. Dibujar
el vector velocidad, el vector aceleración y las componentes tangencial y normal en dicho
instante.
Encontramos las componentes de la velocidad, derivamos cada una y obtenemos las
componentes de la aceleración:
Fórmula:
Fuente:
https://www.fisic.ch/contenidos/cinem%C3%A1tica-rotacional/aceleraci%C3%B3n-centr%C3
%ADpeta/
https://www.fisic.ch/contenidos/cinem%C3%A1tica-rotacional/aceleraci%C3%B3n-centr%C3%ADpeta/
https://www.fisic.ch/contenidos/cinem%C3%A1tica-rotacional/aceleraci%C3%B3n-centr%C3%ADpeta/