Movimiento circular uniforme.
Resumen.
Este ejemplo representa el movimiento uniforme sobre una circunferencia. Se presenta un bloque anaranjado restringido a moverse sobre una circunferencia. Sobre el bloque no actúa ninguna fuerza excepto la que lo obliga a mantenerse sobre la circunferencia. Se ilustran los vectores de posición, velocidad y aceleración.
Objetivo.
El propósito de este ejemplo es que el alumno conozca el movimiento circular uniforme y comprenda los vectores de posición, velocidad y aceleración. El alumno aprenderá que durante el movimiento circular uniforme las magnitudes de la velocidad y la aceleración no cambian pero sí cambian las direcciones de los vectores de velocidad y aceleración. También aprenderá el concepto de velocidad angular, cómo la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta dependen de la velocidad angular y del radio.
Descripción.
Se presenta una circunferencia de radio 1 (la escala es 100 pixeles por unidad) y la velocidad angular a. es igual a 1. En estas condiciones las magnitudes del vector de posición, del vector velocidad y del vector de aceleración son iguales.
Se han colocado tres flechas. La blanca representa el vector de posición del centro del bloque con respecto al centro de la circunferencia. La azul representa la velocidad. La roja representa la aceleración centrípeta.
Como resultados se han puesto el tiempo, la magnitud de la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta.
Actividades recomendadas.
El alumno debe abrir las ventanas de resultados y variables y arrancar el sistema.
Es importante observar que la magnitud de la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta permanecen constantes durante el movimiento. Lo único que cambia son las direcciones de los vectores. Pedir al alumno que haga una descripción verbal del comportamiento de cada flecha, relacionándolo con lo que ésta representa.
El alumno deberá observar en la ventana de resultados que el bloque da una vuelta cada 6.28 segundos aproximadamente y relacionar esto con la velocidad a.=1 y el valor de 2*pi. Luego deberá asignar otros valores a la velocidad angular a. y observar cómo depende de ésta el tiempo que tarda el cuerpo en dar una vuelta..
Sugerir al alumno abrir la ventana de condiciones iniciales y hacer cambios en la velocidad angular a. y pedir que describa cómo cambia la velocidad tangencial al aumentar el radio de la circunferencia y más tarde, pedir que describa cómo cambia la aceleración centrípeta al aumentar velocidad tangencial.