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CientíficosGrados 11–12⏱ 20 min

Movimiento circular

Haz girar una pelota atada a una cuerda, mira las flechas de velocidad y aceleración, y corta la cuerda para ver adónde va.

Estándares: HS-PS2-1

1Pregúntate

Un auto toma una curva a 50 km/h constantes. El velocímetro no cambia y aun así los físicos dicen que el auto está acelerando. Y si haces girar una pelota atada a una cuerda y la sueltas, ¿hacia dónde sale volando?

2Explora

Hazla girar

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Gira el teléfono o abre esta lección en una tableta o computadora. La explicación y el cuestionario de abajo funcionan aquí.

aceleraciónvelocidada = v² / r= 4² / 1,5 = 10,7 m/s²F = m v² / r= 0,5 × 10,7 = 5,3 NT = 2πr / v= 2,36 sSillyChili
Prueba esto
  • Mira las dos flechas. ¿Cuál va a lo largo del círculo? ¿Cuál apunta al centro?
  • Duplica la rapidez. ¿Cuánto crece la aceleración?
  • Haz el radio más pequeño con la misma rapidez. ¿Es más fácil o más difícil sostener la cuerda?
  • Pulsa Cortar la cuerda. ¿La pelota sale hacia afuera o a lo largo de la línea discontinua?

3Entiende

SillyChili
Paso 1 de 5

Girar es acelerar

Al dar vueltas con rapidez constante, la flecha de velocidad mantiene su largo pero cambia de dirección todo el tiempo. Un cambio de velocidad, aunque sea solo de dirección, es una aceleración.

Movimiento circulara=v2rF=mv2rT=2πrv\begin{aligned} a &= \frac{v^2}{r} \\ F &= \frac{m v^2}{r} \\ T &= \frac{2\pi r}{v} \end{aligned}

Con rapidez constante en un círculo, la aceleración apunta al centro. Una fuerza real, como la tensión, la fricción o la gravedad, tiene que producirla.

4Practica

Pregunta 1 de 5

Una pelota gira en círculo con rapidez constante. ¿Está acelerando?

5Resumen

  • Moverse en círculo con rapidez constante es acelerar, porque cambia la dirección.
  • La aceleración apunta al centro: a = v² / r.
  • Hace falta una fuerza hacia adentro F = m v² / r (tensión, fricción, gravedad…).
  • Sin esa fuerza, el objeto sigue en línea recta por la tangente.