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El movimiento circular uniforme y las órbitas planetarias se rigen por principios físicos como la fuerza centrípeta y la velocidad angular. La fuerza centrípeta mantiene a los objetos en su trayectoria circular, mientras que la velocidad angular determina la rapidez de rotación. Estos conceptos son fundamentales para entender la mecánica orbital y las propiedades de los movimientos armónicos, así como para calcular la energía cinética y potencial en sistemas conservativos y no conservativos.
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La fuerza centrípeta es la responsable de mantener un objeto en su trayectoria circular y se calcula mediante la fórmula \( F_c = \frac{mv^2}{r} \)
Velocidad tangencial
La velocidad tangencial de un objeto en movimiento circular es proporcional a la velocidad angular y al radio de la trayectoria, expresada por \( v_t = \omega r \)
Velocidad angular
La velocidad angular se calcula como \( \omega = \frac{\Delta \theta}{\Delta t} \) y es crucial para determinar la velocidad lineal de un objeto en movimiento circular
La velocidad angular se presenta en dos formas: orbital, que describe la rotación alrededor de un punto externo, y de giro, que se refiere a la rotación alrededor del centro de masa de un objeto
Dos movimientos armónicos simples perpendiculares entre sí pueden combinarse para producir un movimiento circular uniforme, lo que se aplica al estudio de las órbitas planetarias
El período (T) de un movimiento circular se relaciona con la velocidad angular (ω) a través de la ecuación \( T = \frac{2\pi}{\omega} \) y la frecuencia (f) es el inverso del período, \( f = \frac{1}{T} \)
La energía cinética se calcula con \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \) y la energía potencial varía con la altura o la distancia al centro de fuerza en sistemas conservativos
00
Definición de movimiento circular uniforme (MCU)
Movimiento de un objeto en trayectoria circular con velocidad constante.
01
Relación entre inercia y fuerza centrípeta
La fuerza centrípeta contrarresta la inercia manteniendo al objeto en trayectoria circular.
02
Componentes para calcular fuerza centrípeta
Masa (m), velocidad tangencial (v), radio de la circunferencia (r).
