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Dinámica del Movimiento Circular - Contenido educativo

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Subido el 25 de noviembre de 2020 por Àngel Manuel G.

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En este vídeo se define la fuerza centrípeta y la centrífuga y se relacionan con otras fuerzas que actúan en sistemas que giran.

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En este vídeo vamos a hablar sobre la dinámica del movimiento circular. 00:00:07
Sabemos que el movimiento circular es un movimiento que no es rectilíneo como los que estábamos viendo hasta ahora. 00:00:12
Como no es un movimiento rectilíneo, no es rectilíneo, esto supone que tiene una aceleración centrípeta o normal. 00:00:18
Y esta aceleración centrípeta o normal recordamos que es velocidad al cuadrado dividido entre el radio o velocidad angular al cuadrado multiplicado por el radio. 00:00:31
Si hay una aceleración, esto significa que tiene que haber obligatoriamente una fuerza. 00:00:45
Esa fuerza es la que nos va a obligar a girar y va a ser distinta en cada caso. 00:00:52
Por ejemplo, si yo tengo una cuerda que tiene atada una pelota y esta pelota se mueve hacia allá, es la trayectoria que va a describir esta pelota, es una trayectoria curvilínea. 00:00:57
¿Por qué? Porque esta cuerda, para no romperse, está ejerciendo una fuerza sobre la pelota en esta dirección y sentido. 00:01:15
Así. 00:01:25
Esta fuerza que es la fuerza que actúa sobre una cuerda es la tensión. Veamos otro caso. Si tenemos un coche que está girando en una curva, aquí tenemos a nuestro coche y este coche tiene una velocidad en este instante hacia allá pero como está girando su trayectoria va a ser como esta. 00:01:27
hay una fuerza que hace que el coche no se nos vaya, si nos damos cuenta en las curvas si se va muy deprisa el coche derrapa y derrapa siempre hacia afuera 00:01:56
¿qué es lo que hace que no derrape el coche? pues lo que hace que no derrape el coche es el rozamiento que tiene el coche con el suelo 00:02:08
vamos a hablar sobre este en otro vídeo, pero de momento será una fuerza hacia acá que es el rozamiento 00:02:15
y claro aquí me podéis parar y me podéis decir espérate porque me has dicho que el rozamiento en otros vídeos 00:02:25
que el rozamiento siempre iba en contra del movimiento 00:02:31
pero es que este movimiento se produce en el sentido de giro de una rueda 00:02:34
y las ruedas al ser redondas y girar sin deslizar tienen la propiedad de que su rozamiento no les afecta en el movimiento 00:02:40
Sin embargo, este tipo de rozamiento que estamos viendo aquí no se produce de esta manera, sino que viendo el coche desde detrás, este es el coche desde detrás, tiene las luces aquí y las ruedas, es un rozamiento que cuando falla el coche se va hacia allá. 00:02:52
es un rozamiento que hace que las ruedas que estarían girando hacia dentro de la pizarra ahora mismo 00:03:13
no se desplacen en esta dirección y sentido 00:03:20
y como el coche se quiere ir hacia allá, la fuerza de rozamiento es en sentido contrario 00:03:25
esa es esta fuerza de rozamiento que es la que nos mantiene al coche en la curva 00:03:30
otro caso sería cuando tenemos una estrella 00:03:35
y alrededor de nuestra estrella gira en órbita un planeta. 00:03:40
El planeta tiene una velocidad hacia adelante, esta es la velocidad, 00:03:51
y tiene una fuerza que la atrae hacia la estrella. 00:04:01
En este caso esta será la fuerza de gravedad de la estrella. 00:04:08
Pues bien, cuando tengamos un escenario como este, en el eje que va hacia el interior del giro, tendremos que las fuerzas que estén en ese eje van a ser igual a masa por aceleración centrípeta. 00:04:12
Y claro, como masa por aceleración centrípeta es una fuerza, porque masa por aceleración es una fuerza, existe el nombre fuerza centrípeta. 00:04:33
Esta fuerza centrípeta lo que significa, perdón, me falta aquí la flecha, fuerza centrípeta, centrípeta significa va hacia el centro, es decir, hacia el centro, hacia el centro, hacia el centro, ¿vale? 00:04:53
Fuerza centrípeta va hacia el centro. 00:05:05
Lo que pasa es que la fuerza centrípeta, daros cuenta, no es una fuerza, es simplemente la aceleración que tenemos del movimiento multiplicada por la masa de lo que se mueve. 00:05:07
Por eso voy a intentar no utilizar el nombre fuerza centrípeta en el futuro. 00:05:17
este eje para conservar la terminología que estoy usando en otros vídeos 00:05:21
para el eje del movimiento que sería este 00:05:29
le voy a llamar eje X 00:05:33
en el cual estáis viendo ahora mismo no actúa ninguna fuerza 00:05:37
en el eje aburrido en el que está el suelo y la normal y todo eso 00:05:41
que sería este del coche que aquí no se ve que sería hacia arriba 00:05:47
le vamos a llamar Y 00:05:49
y este eje que va hacia el centro de la curva 00:05:51
le voy a llamar siempre eje z y el eje z lo voy a apuntar hacia fuera de la curva, por lo tanto cuando escribamos estas ecuaciones las voy a escribir en el eje z 00:05:54
y siempre va a ser una fuerza negativa, por ejemplo en el caso 1, vamos a poner aquí el caso 1, en el caso 1 menos tensión igual menos masa por aceleración centripetal, 00:06:07
en el caso 2 que sería el del coche en el eje z menos rozamiento es menos masa por aceleración 00:06:21
centrípeta porque porque la aceleración centrípeta tira hacia adentro y la fuerza también porque pongo 00:06:33
el eje hacia acá porque si no hubiese esta cuerda esta pelota lo que haría sería salir de la redonda 00:06:41
por lo tanto el movimiento en realidad quiere ser hacia afuera de la curva en este caso igual si no 00:06:48
hubiese rozamiento el coche deslizaría hacia afuera de la curva si no hubiese gravedad el 00:06:53
planeta se iría fuera de la órbita entonces por eso estas fuerzas y aceleraciones son negativas 00:06:57
la primera ley de newton también tiene algo que decir sobre estos sistemas estamos muy acostumbrados 00:07:03
cuando vamos en coche a que cogemos una curva un poquito rápido y nos caemos hacia afuera de la 00:07:11
curva eso es porque la primera ley de newton o ley de la inercia recordamos que lo que nos dice es 00:07:17
que si estamos dentro de este coche si este somos nosotros somos nosotros entonces lo que vamos a 00:07:28
observar no es correcto porque estamos en un sistema acelerado aunque vayamos a velocidad 00:07:35
constante como cambia de dirección vamos a sentir una fuerza que tira de nosotros hacia el sentido 00:07:40
contrario de esta aceleración centrípeta, ¿por qué? recordamos que con la inercia 00:07:47
hacíamos lo mismo, yo como voy en el coche no siento la aceleración, no veo 00:07:52
que vaya acelerado, por lo tanto en esta parte de la ley de Newton yo quiero 00:07:57
poner un cero, eso significa que la suma de fuerzas 00:08:01
y entonces me aparece aquí este término que estaba antes a la derecha, que 00:08:05
recuerdo que es negativo porque tira hacia adentro que hemos dicho que era lo 00:08:12
negativo me aparece ahora positivo masa por aceleración centrípeta y 00:08:15
entonces este término de aquí es una fuerza que yo siento que tira hacia allá 00:08:22
y esto es lo que se conoce como fuerza centrífuga la fuerza centrífuga al igual 00:08:28
que la inercia es una fuerza ficticia que significa ficticia ficticia significa 00:08:41
que si mido bien, es decir, si soy un observador externo al sistema acelerado, esto no lo veo 00:08:49
como una fuerza, lo veo como una aceleración, pero si mido dentro del sistema acelerado 00:08:54
yo siento esta fuerza que va hacia fuera del centro y por eso se llama centrífuga. 00:09:00
Valoración:
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Idioma/s:
es
Autor/es:
Àngel M. Gómez Sicilia
Subido por:
Àngel Manuel G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
209
Fecha:
25 de noviembre de 2020 - 19:20
Visibilidad:
Público
Duración:
09′ 18″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
343.61 MBytes

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