GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

Fundamento

Un movimiento circular uniforme se caracteriza porque la ecuación que relaciona la posición angular del móvil con el tiempo es una ecuación de primer grado. El coeficiente de la variable tiempo representa la velocidad angular constante del móvil.

Si al estudiar el movimiento consideramos que el origen de posiciones angulares  ( f=0) coincide con el de tiempos, la ecuación de primer grado es de la forma

                                                         f = w t

 Si al estudiar el movimiento el origen de posiciones angulares  no coincide con el origen de tiempos, la ecuación es de la forma

                                                          f= f_o + wt

Siendo f_o la posición angular que ocupa el móvil en el tiempo cero respecto al lugar  elegido como referencia de posiciones.

Fotografías 

La fotografía representa un disco que lleva incorporado un hilo blanco, que simula el radio,  el cual  sirve para que al girar el disco se puedan medir las posiciones angulares.

En la parte superior aparece una flecha ancha en  blanco que nos servirá para medir las posiciones angulares respecto de ese lugar. La fotografía del disco se hizo cuando éste giraba en el sentido de las agujas de un reloj.

El tiempo que transcurre entre dos posiciones angulares consecutivas es T = 0,095 s.

Se toman como origen de posiciones la flecha ancha en blanco  de la parte superior de la fotografía  y de tiempos el primer radio a la derecha del indicador. Antes de medir los ángulos trace una recta que una el centro del disco con la punta del indicador. Ese radio que ha trazado es el origen de posiciones. Mida los ángulos teniendo presente  que al medirlos en sentido de las agujas del reloj se consideran como positivos.  Recoja los datos en la tabla 1 y pase los ángulos a radianes y sitúe también los tiempos

                Tabla 1

En la misma fotografía tome ahora como origen de posiciones el radio que ocupa el cuarto lugar a la derecha del radio que ha trazado  y como origen de tiempos el radio que ocupa la primera posición a la derecha. Ahora considere que un ángulo medido en  sentido contrario de las agujas de un reloj es positivo y en el sentido de las agujas del reloj negativo ( criterio trigonométrico). Recoja los datos en la tabla 2.

Tabla 2

Gráficas

Con los datos de la tabla 1, represente las posiciones en el eje Y frente al tiempo en el eje X. Calcule la ecuación de la recta y determine el valor angular de rotación del disco.

Repita lo mismo con los datos de la tabla 2.

Compare si las velocidades en valor absoluto son prácticamente iguales. Razone por qué tienen distinto signo.

SOLUCIÓN

Observación

En alguno de los experimentos es necesario calcular un factor de escala, esto es, una relación entre el tamaño real y el de la fotografía.

Los datos que se exponen, se han obtenido a partir de unas fotografías  cuyo tamaño puede no coincidir con las de la página. En consecuencia, existe una variación en el factor de escala según sea el tamaño de la fotografía. Como es natural, esto no debe afectar ni a la ley ni a la comprobación de la ley, por consiguiente, el utilizar un tamaño u otro de fotografía debe conducir a los mismos resultados finales o a diferencias atribuibles exclusivamente a errores experimentales que se cometan en la toma de medidas.