MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU), Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

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PROYECTO FISICA

3er PARCIAL

EXPERIMENTO DEMOSTRANDOO

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU)

Nombre: Aguilera Saucedo Blanca Esthefania

Profesor: Fredy Rojas

OBJETIVO

Demostrar mediante experimentación y dinámica cómo

es que se comporta el Movimiento Circular Uniforme

(MCU) y cómo es que se relaciona con la cancelación de

fuerzas o equilibrio, demostrándolo con ayuda de un

diagrama de cuerpo libre ya visto en clase aparte de la

parte experimental de dicho proyecto.

(Marco Teórico) En este experimento se representará lo que es el movimiento circular uniforme y la fuerza que en ella existe, tomando en cuenta la tensión que ejerce ella misma y un peso extra que interviene en el experimento, tomando también como elemento teórico fundamental las fuerzas de tensión, equilibrio y sobretodo el manejo de diagramas de flujo. Para comenzar definiremos lo que es el MCU. El movimiento Circular Uniforme (MCU) es aquel cuya trayectoria es una circunferencia y el módulo de la velocidad (rapidez) es constante, es decir, recorre arcos iguales en tiempos iguales. La medición de este parámetro se efectúa, tomando el número de vueltas en un minuto, a razón de diferentes radios, para posteriormente hallar el periodo, frecuencia, aceleración centrípeta y velocidad de acuerdo a los diferentes radios tomados. En el MCU No se puede decir que la velocidad es constante ya que, al ser una magnitud vectorial, tiene módulo, dirección y sentido: el módulo de la velocidad permanece constante durante todo el movimiento, pero la dirección está en constante cambio, siendo en todo momento tangente a la trayectoria circular. Esto implica la presencia de una aceleración que da lugar a esta variación que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, si varía su dirección. Otros conceptos a estudiar y entender antes de comenzar son:  Aceleración Centrípeta. El vector aceleración tiene dirección opuesta al vector de posición, normal a la

trayectoria y apuntando siempre hacia el centro de la trayectoria circular. por lo que acostumbramos a referirnos a ella como aceleración normal o centrípeta. El módulo de la aceleración es el cuadrado de la velocidad angular por el radio de giro  diagrama de cuerpo libre. Es una representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas.  diagrama de fuerzas. El diagrama facilita la identificación de las fuerzas y momentos que deben tenerse en cuenta para la resolución del problema. También se emplean para el análisis de las fuerzas internas que actúan en diferentes tipos de estructuras. En este proyecto se demuestra la cancelación de dos fuerzas pendiendo de un sistema. Una de las fuerzas está siendo generada por una masa generada por una botella de 600ml con la mitad de agua, hablando aquí de la fuerza “Peso”; por otro lado, el otro extremo del sistema se encuentra una segunda fuerza, la cual está generada por la representación del MCU, hablando ahora de la fuerza “MCU”. La fuerza que se genera en la parte de el MCU está generada gracias a la relación F=ma (Fuerza= masa*aceleración). La masa está dada gracias a la masa de la tuerca que está pendiendo del hilo y la aceleración es efectivamente la aceleración centrípeta que se genera al girar la tuerca en un MCU.

JUSIFICACIÓN TEÓRICO/PRÁCTICO Para que se logre el equilibrio se debe tener la siguiente condición: Fw = Fc Sin embargo, sabemos que la igualdad anterior se puede representar también de la siguiente manera: mb g = mt ac Adentrándonos en específico en el tema de MCU sabemos que la aceleración centrípeta también se puede escribir como la razón de la velocidad al cuadrado con respecto al diámetro del movimiento mb g = mt

v 2

rc )

Despejando por último la velocidad para conocerla y llevarla a cabo a la hora del experimento tenemos: rc

mb g

mt )

= v 2

√(^

mb g

mt )

( rc )= v Sustituyendo finalmente los datos: mb=0.6kg; g=9.81m^2/s; mt=0.2kg; rc=0.4m

( .6 kg ) (^) ( 9.81 m 2 s ) (.2 kg )

)(.4^ m )= v

3.4 m / s = v

PROCEDIMIENO

1. amarrar la tuerca a un extremo de la cola de rata

2. medir 40cm desde la tuerca

3. justo en la marca de 40cm hacer una marca y meter

desde el otro extremo del cordón el tubo de lápiz

hasta la marca

4. llenar la botella de 600ml con agua

5. en el otro extremo del cortón amarrar desde la tapa

la botella con agua

6. tomar el sistema solo del punto medio del tubo de

lápiz y descansar la botella en el suelo

7. comenzar a girar la tuerca intentando aproximarte a

la velocidad calculada anteriormente

8. comenzar a levantar el sistema hasta despegar por lo

menos entre 15 y 30 cm la botella del suelo