3. Movimiento circular uniforme

Los movimientos más habituales no son rectilíneos. No tienes mas que mirar a tu alrededor: a pesar de que la trayectoria recta es la más corta entre dos puntos, los automóviles se mueven por carreteras con curvas y con cambios de rasante, o bien se desvían para adelantar o detenerse; cuando un jugador de baloncesto lanza a canasta, el balón sigue una trayectoria parabólica; las ruedas de una bicicleta giran, lo mismo que hace la Luna alrededor de la Tierra, y también hay casos en los que las trayectorias son muy complejas, como sucede en cualquier montaña rusa. O situaciones en las que el movimiento es aleatorio, sin seguir ningún patrón geométrico, tal y como sucede en las partículas de un gas.

 

El caso de mayor interés y particularmente sencillo, en el que el móvil gira con rapidez constante (en intervalos de tiempo iguales recorre siempre el mismo espacio) y siempre a la misma distancia del centro de giro, es decir, con radio de giro fijo. El movimiento se llama circular uniforme, y se suele indicar como mcu.

Seguramente habrás pensado en las agujas de un reloj como caso característico, pero tienes casos tan cercanos como los taladros, las lavadoras o las ruedas de coches, bicicletas o de cualquier otro tipo de móvil. También se utiliza a escala microscópica en el modelo de Bohr para describir el movimiento de los electrones alrededor del núcleo de los átomos, como ya has visto, y a escala planetaria en relación con el giro de la Luna alrededor de la Tierra y de los planetas alrededor del Sol.

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La velocidad de giro

En la vida diaria se suele expresar en vueltas por minuto, llamada habitualmente revoluciones por minuto o rpm. ¿Cuál es aproximadamente la velocidad de giro del punto naranja de la imagen en rpm?




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En la pista de pruebas 

 

Hay un caso de pista circular particularmente llamativo en Nardó, localidad situada en el tacón de la bota que forma la península italiana. Se trata de una pista de pruebas para vehículos en la que se han batido récords de velocidad, superándose los 400 km/h.

Las imágenes vía satélite que facilita la NASA resultan espectaculares. Fíjate en que la pista se observa con toda nitidez gracias a sus 12,5 km de longitud y a que sus muros exteriores tienen 3 metros de altura.

La trayectoria seguida por un móvil que lleva mcu es circular, y mantiene una distancia constante al eje de giro, que es precisamente el radio de la circunferencia que traza al moverse.

Puede que te plantees preguntas tales como el radio que tiene la pista, para hacerte una idea de su tamaño, o el tiempo que le cuesta a un automóvil dar una vuelta completa si circula a 300 km/h.

A pesar de no haber entrado todavía en el mcu, puedes responder esas cuestiones utilizando los conocimientos que ya tienes.

En primer lugar, como la longitud de la circunferencia es 2πr y sabes que es 12,5 km, resulta que r es de casi 2 km (1989,4 m exactamente).

En cuanto al tiempo que necesita para dar una vuelta, puedes hacer una sencilla proporción para determinar que en 150 s da una vuelta completa. Al fin y al cabo, en cuanto a espacio recorrido ¿qué más da la forma de la trayectoria? Por tanto, debes razonar exactamente igual que lo hacías en el movimiento rectilíneo.