Movimiento circular

Problema :

Debemos crear un prototipo para poder explicar las formulas del movimiento circular en la vida real.

Exploración:

Movimiento Circular

El movimiento circular es aquel en el que un cuerpo describe una trayectoria en forma de circunferencia alrededor de un punto fijo (centro). Es muy común en la vida real: las ruedas, los ventiladores, la Tierra girando sobre su eje o alrededor del Sol.

🔹 Conceptos básicos

1. Trayectoria: circunferencia.

2. Radio (r): distancia entre el centro de la circunferencia y el objeto.

3. Ángulo (θ): apertura recorrida respecto al centro, medido en radianes (rad) o grados (°).

4. Velocidad angular (ω): rapidez con que cambia el ángulo.

5. Periodo (T): tiempo que tarda en dar una vuelta completa.

6. Frecuencia (f): número de vueltas por segundo (inverso del periodo).

7. Aceleración centrípeta (ac): aceleración dirigida hacia el centro, responsable de mantener al cuerpo en la trayectoria circular.

8. Fuerza centrípeta (Fc): fuerza que mantiene el movimiento circular, siempre hacia el centro.

🔹 Tipos de movimiento circular

1. Movimiento Circular Uniforme (MCU)

La rapidez es constante.

Solo cambia la dirección de la velocidad, no su magnitud.

2. Movimiento Circular Uniformemente Acelerado (MCUA)

La velocidad angular cambia de manera constante.

Existe una aceleración angular (α).

🔹 Fórmulas principales

1. Relaciones angulares y lineales

Longitud de arco:

s = r \cdot \theta

v = \frac{s}{t} = r \cdot \omega

a_t = r \cdot \alpha

2. Magnitudes angulares

Velocidad angular:

\omega = \frac{\theta}{t}

\alpha = \frac{\Delta \omega}{\Delta t}

f = \frac{1}{T} \quad , \quad \omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T}

3. Movimiento circular uniforme (MCU)

Velocidad lineal:

v = \frac{2\pi r}{T} = 2\pi r f

a_c = \frac{v^2}{r} = \omega^2 r

F_c = m \cdot a_c = m \cdot \frac{v^2}{r} = m \omega^2 r

4. Movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA)

Ecuaciones angulares (análogas a MRUA):

\theta = \theta_0 + \omega_0 t + \tfrac{1}{2} \alpha t^2

\omega = \omega_0 + \alpha t 

\omega^2 - \omega_0^2 = 2\alpha (\theta - \theta_0)

🔹 Magnitudes importantes

Desplazamiento angular (θ): en radianes (1 vuelta = rad).

Rapidez tangencial (v): depende del radio y de la velocidad angular.

Aceleración total (a): combinación de centrípeta y tangencial:

a = \sqrt{a_c^2 + a_t^2}

🔹 Ejemplos en la vida real

MCU: la Luna orbitando la Tierra, un disco girando en un tocadiscos.

MCUA: una rueda de bicicleta que empieza a girar desde el reposo, un motor acelerando.

Diseño: 

Planificación: 

Los materiales utilizados fueron :

Tapas: estás fueron utilizadas para hacer la forma de las sillas. 

Cartón: es utilizado para hacer de base y recubrimiento del motor.

Un motor: se utiliza para darle movimiento al circuito:

Baterías: están se utilizan para darle energía al motor 

Cables : se utilizan para conducir la energía de las baterías al motor.

Cuerda: utilizada para amarrar las tapas .

Construcción: 

Primero utilizamos el cartón para crear una base Lugo cortamos 3 rectángulos de cartón para crearon un soporte para el motor continuamos poniéndole el cableado al motor , luego acomodamos la base con el soporte y lo demás procedimos a hacer la parte que va a girar colocamos una tapa encima del motor continuamos poniéndole unos pitillos para poder colocar las tapas con el hilo  despues  le pusimos energia al  motor , pintamos todo y listo.

Evaluación: