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El Movimiento Circular Uniforme (MCU) es un tipo de movimiento donde un objeto sigue una trayectoria circular con velocidad angular constante, implicando una aceleración centrípeta. La Ley de Gravitación Universal de Newton explica la atracción entre masas, mientras que el centro de masa es clave en el análisis de movimiento. El equilibrio traslacional y rotacional, el momento de inercia y la conservación del momento angular son fundamentales en la dinámica rotacional y tienen aplicaciones desde la ingeniería hasta la astronomía.
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El MCU se caracteriza por una trayectoria circular alrededor de un eje fijo
Velocidad lineal constante
Aunque la velocidad lineal es constante, su dirección cambia continuamente en el MCU
Aceleración centrípeta constante
La aceleración centrípeta es constante en el MCU y es necesaria para mantener al objeto en su trayectoria circular
La fuerza centrípeta actúa siempre hacia el centro de la circunferencia y es el resultado de la segunda ley de Newton en el MCU
La velocidad lineal en el MCU se calcula como el producto del radio de la trayectoria circular por la velocidad angular
La velocidad angular se expresa en radianes por segundo en el MCU
En el MCU, a mayor radio o velocidad angular, mayor será la velocidad lineal del objeto
La Ley de Gravitación Universal de Newton describe la fuerza de atracción entre dos cuerpos con masa
La fuerza gravitatoria entre dos cuerpos es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa
La Ley de Gravitación Universal cumple con el principio de acción y reacción, indicando que las fuerzas gravitatorias entre dos masas son iguales y opuestas en dirección
El centro de masa es un punto en un objeto o sistema que representa el promedio ponderado de su distribución de masa
En sistemas de partículas, el centro de masa se determina mediante la suma ponderada de las posiciones de las partículas
El centro de masa sigue una trayectoria inercial en ausencia de fuerzas externas en un objeto o sistema
En objetos homogéneos, el centro de masa coincide con el centro geométrico, mientras que en objetos con distribuciones de masa no uniformes puede estar desplazado
Un objeto o sistema está en equilibrio traslacional cuando la suma de todas las fuerzas externas es cero
El equilibrio rotacional ocurre cuando la suma de todos los torques o momentos de fuerza aplicados es cero
El equilibrio traslacional se alinea con la primera ley de Newton, que establece que un objeto en reposo o en movimiento uniforme permanecerá en ese estado a menos que actúen fuerzas externas
Las condiciones de equilibrio son esenciales para comprender la estabilidad de estructuras y la dinámica de objetos en reposo o en movimiento uniforme
El momento de inercia es una propiedad que mide la resistencia de un objeto a cambios en su rotación
El momento de inercia se calcula sumando los productos de la masa de cada elemento por el cuadrado de su distancia al eje de rotación
Un mayor momento de inercia en un objeto significa una mayor resistencia a los cambios en la velocidad angular y, por lo tanto, una mayor cantidad de energía necesaria para alterar su estado de rotación
El momento angular es una magnitud vectorial que representa la cantidad de rotación de un objeto
El momento angular se calcula como el producto cruz del vector de posición y el vector de momento lineal
En ausencia de un torque externo, el momento angular total de un sistema cerrado se mantiene constante
La conservación del momento angular es un principio físico que establece que en un sistema aislado, el momento angular se mantiene constante
La conservación del momento angular es crucial para explicar fenómenos como la formación y evolución de sistemas planetarios y galaxias
En situaciones prácticas, la conservación del momento angular se observa en patinadores que ajustan su momento de inercia para mantener su momento angular total constante
00
Característica de la velocidad angular en MCU
Constante; indica la rapidez con la que el objeto recorre la trayectoria circular.
01
Relación entre velocidad lineal y dirección en MCU
Velocidad lineal constante en magnitud, dirección cambia continuamente.
02
Diferencia entre frecuencia y período en MCU
Frecuencia: número de revoluciones por tiempo. Período: tiempo para una revolución completa.
