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Dinámica del movimiento circular uniforme.
Julio V. Santos Benito Departamento de Física Aplicada Universidad de Alicante
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Componentes intrínsecas de la aceleración. Problemas resueltos:
Péndulo cónico. Cono invertido. Curva peraltada: Con rozamiento. Sin rozamiento. ¿Fuerza centrífuga?: una revisión bibliográfica.
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COMPONENTES INTRÍNSECAS DE LA ACELERACIÓN
v2 at v1 Δv a Δv v2 an Por ser el vector aceleración tiene la misma dirección y sentido que Movimiento rectilíneo y uniforme a) Movimiento circular uniforme b)
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CONCLUSIÓN: Para que un cuerpo esté animado de un movimiento circular uniforme es condición necesaria y suficiente que la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él sea centrípeta. O lo que es lo mismo: Si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es centrípeta, ése cuerpo estará animado de un movimiento circular uniforme.
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EJEMPLOS Problemas resueltos
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1 PÉNDULO CÓNICO
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Ty T Tx P
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Tx = F = mv2/r
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¿Qué velocidad ha de llevar la bola para mantenerse en su trayectoria?
α Ty T α Tx = F = mv2/r P
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2 CONO INVERTIDO
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¿Qué velocidad ha de llevar la bola para mantenerse en su trayectoria?
Ry R Rx= ΣF Rx P
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¿Qué velocidad ha de llevar la bola para mantenerse en su trayectoria?
Ry R α Rx= ΣF = mv2/r h P α
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3 CURVA PERALTADA (Velódromo)
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3.1 CURVA PERALTADA (Sin rozamiento)
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R Ry mv2/r = ΣF = Rx P
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¿Cuál es la máxima velocidad con la que se puede tomar una curva
para no derrapar? R Ry α mv2/r = ΣF = Rx α P
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3.2 CURVA PERALTADA (Con rozamiento)
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R Ry Rx Fx Fy Rx F = Rx + Fx = mv2/r Fr P
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¿Cuál es la máxima velocidad con la que se puede tomar una curva
para no derrapar? R Ry Rx α Fx Fy α F Fr α P
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UNA REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA:
¿FUERZA CENTRÍFUGA?
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Marín Alonso. Cerca de la Física.
¡¡NO!! Marín Alonso. Cerca de la Física. Ed. Alhambra. Madrid 1977.
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¡¡NO!! Si esto fuera así ambas fuerzas se anularían por ser iguales y de sentido contrario. Como consecuencia, la resultante sería nula, no existiría aceleración y la Luna estaría animada de un movimiento rectilíneo y uniforme. Por lo tanto, esta interpretación y las que ofrecemos a continuación en esta revisión bibliográfica SON TOTALMENTE INCORRECTAS.
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¿Cuál es la interpretación correcta ?
La única fuerza que actúa sobre la Luna es la gravitatoria ejercida por la Tierra: Además, por tener carácter centrípeto el valor “genérico” de esta fuerza es: Y por ser dos expresiones de una misma fuerza, al igualarlas queda:
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Santos, M. et al. Física y Química 3º BUP.
¡¡NO!! Santos, M. et al. Física y Química 3º BUP. Ed. Silos. Valladolid, 1977.
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¿Cuál es la interpretación correcta ?
La única fuerza que actúa sobre el electrón es la atracción electrostática ejercida por el protón: Además, por tener carácter centrípeto el valor “genérico” de esta fuerza es: Y por ser dos expresiones de una misma fuerza, al igualarlas queda: +
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Barrow, G.M. Química Física. Ed Reverté. Barcelona. 1964.
¡¡NO!! Barrow, G.M. Química Física. Ed Reverté. Barcelona
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¡¡NO!! Masterton-Slowinski. Química General Superior.
4ª edición. Interamericana, 1979.
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¡¡NO!! Catalá, J. Física. Valencia, 1958
¡¡La fuerza de acción y la de reacción no se anulan nunca por estar aplicadas a cuerpos distintos!!
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Babor, J.A. y Ibarz, J. Química. Ed. Marín S.A. Barcelona, 1968.
¡¡NO!! Babor, J.A. y Ibarz, J. Química. Ed. Marín S.A. Barcelona, 1968.
31
Moeller, T. Química Inorgánica.
Ed. Reverté. Barcelona, 1988.
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¡¡NO!! Si esto fuera así la resultante sería nula, no habría aceleración y el electrón seguiría una trayectoria rectilínea con movimiento uniforme. Gray, H. y Haight, G. Principios Básicos de Química. Editorial Reverté S.A. Barcelona. 1969
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Kaplan, I. Física Nuclear.
¡¡NO!! Kaplan, I. Física Nuclear. Ed. Aguilar. Madrid
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¡¡NO!! Si esto fuera así la resultante sería nula, no habría aceleración y el electrón seguiría una trayectoria rectilínea con movimiento uniforme. Morcillo, J. Temas Básicos de Química. Editorial Alhambra. Madrid
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Tipler, P.A. Física. Ed. Reverté.
La única fuerza que actúa sobre el electrón es la atracción electrostática ejercida por el núcleo. Tipler, P.A. Física. Ed. Reverté.
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Fidalgo, J. A. y Fernández, M. R. Física General. Ed. Everest S. A
Fidalgo, J.A. y Fernández, M.R.. Física General. Ed. Everest S.A. León. ¡¡SI!!
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Fidalgo, J. A. y Fernández, M. R. Física General. Ed. Everest S. A
Fidalgo, J.A. y Fernández, M.R.. Física General. Ed. Everest S.A. León. ¡¡SI!!
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F I N
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