Comprender el movimiento circular
* movimiento circular uniforme: Este es el caso más simple donde la partícula se mueve a una velocidad constante a lo largo de una ruta circular. La dirección del movimiento siempre es tangente al círculo en la posición de la partícula.
* movimiento circular no uniforme: La velocidad de la partícula puede variar a lo largo del camino circular. La dirección del movimiento todavía es tangente al círculo en la posición de la partícula, pero la magnitud de la velocidad cambia.
conceptos clave
* Velocity: La velocidad es una cantidad vectorial que describe la velocidad y la dirección. En movimiento circular, el vector de velocidad siempre es tangente al círculo.
* Velocidad angular (Ω): Esto describe qué tan rápido está girando la partícula. Se mide en radianes por segundo (rad/s).
* Posición angular (θ): Este es el ángulo que hace la partícula con un punto de referencia en el círculo. Se mide en radianes.
* radio (r): La distancia desde el centro del círculo hasta la partícula.
Pasos para encontrar la dirección
1. Determine la posición angular (θ) en el momento dado.
* Si conoce la posición angular inicial (θ₀) y la velocidad angular (ω), puede usar la ecuación:θ =θ₀ + ωt
* Si tiene una ecuación que describe el movimiento de la partícula, puede usarla para encontrar θ en el momento dado.
2. Encuentre las coordenadas de la posición de la partícula.
* Usando el radio (r) y la posición angular (θ), puede encontrar las coordenadas X e Y de la partícula:
* x =r * cos (θ)
* y =r * sin (θ)
3. La dirección de la partícula es tangente al círculo en este punto. Para visualizar esto:
* Dibuja una línea desde el centro del círculo hasta la posición de la partícula.
* Dibuja una línea perpendicular a esta línea, pasando a través de la posición de la partícula. Esta línea perpendicular representa la dirección de la velocidad de la partícula.
Ejemplo
Digamos que una partícula se mueve en un círculo de radio de 5 metros con una velocidad angular constante de 2 rad/s. Comienza en una posición angular de 0 radianes. Queremos encontrar su dirección en el tiempo t =1 segundo.
1. Posición angular: θ =θ₀ + ωt =0 + 2 * 1 =2 radianes
2. Coordenadas:
* x =r * cos (θ) =5 * cos (2) ≈ -3.3 metros
* y =r * sin (θ) =5 * sin (2) ≈ 4.5 metros
3. Dirección: La partícula está en coordenadas (-3.3, 4.5). Dibuje una línea que conecte este punto al origen (centro del círculo). Dibuja una línea perpendicular a esta línea que pasa a través de la partícula. Esta línea perpendicular representa la dirección de la velocidad de la partícula.
Nota importante:
* Si la velocidad de la partícula está cambiando (movimiento circular no uniforme), la dirección de su velocidad seguirá siendo tangente al círculo, pero necesitará información adicional para encontrar la magnitud de su velocidad en el momento dado.
