6. Movimientos circulares
Los objetos no solamente cambian su posición al trasladarse de un sitio a otro: también pueden girar, como es el caso de discos multimedia, centrifugadoras, taladros domésticos, batidoras, satélites, .... Habitualmente giran con velocidad constante. Ahora vas a ver cómo se describe su velocidad de giro.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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¿Qué es eso de las rpm?
Fíjate en las especificaciones de un taladro y de una batidora.
- Taladro 400 o 1500 rpm (1ª y 2ª velocidad).
- Batidora 1800 rpm en alta velocidad.
a) ¿Qué significan los datos en rpm (vueltas o revoluciones por minuto) del taladro?
b) Calcula cuántas vueltas dan las aspas de la batidora si la utilizas durante 10 minutos.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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La Tierra gira
Como sabes, la Tierra gira sobre sí misma. ¿Cuál es su velocidad de giro en revoluciones por día? ¿Su valor en rpm será mayor o menor?
Actividad
Magnitudes en movimientos periódicos
Hay dos magnitudes asociadas a los movimientos de giro y también a cualquier otro movimiento periódico (aquellos en los que las posiciones se repiten cada cierto tiempo, como sucede, además de en los objetos que giran a velocidad constante, en los péndulos y en los muelles cuando oscilan): el periodo T (tiempo que cuesta hacer un giro completo, medido en segundos, s) y la frecuencia f (número de vueltas o oscilaciones por segundo, medido en hertzios, Hz).
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Movimientos circulares uniformes alrededor de la Tierra
Como sabes, los planetas giran alrededor del Sol en órbitas aproximadamente circulares, girando con rapidez constante. Los satélites giran alrededor de los planetas de la misma forma (la Luna alrededor de la Tierra, Fobos y Deimos alrededor de Marte, etc). Pero también hay satélites artificiales como el Meteosat, que envía imágenes de la Tierra para elaborar mapas meteorológicos, satélites de comunicaciones, satélites espía con fines militares, la Estación Espacial Internacional, etc.
En todos los casos se trata de cuerpos que giran con rapidez constante, recorriendo espacios iguales en tiempos iguales. Sin embargo, la velocidad varía, ya que la dirección del móvil cambia conforme el móvil describe la trayectoria curva. Y como cambia la dirección del vector velocidad, hay aceleración, que recibe el nombre de normal o centrípeta.
Como la trayectoria es circular y se recorre con rapidez constante, el movimiento se llama movimiento circular uniforme, MCU. Es muy importante analizarlo debido a la gran cantidad de sistemas que, además de los satélites, describen MCUs: relojes, ruedas, discos, aerogeneradores, ... .
AV - Reflexión
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En la noria
Las norias son atracciones de feria en las que una serie de barquillas que transportan pasajeros giran con MCU llegando a una altura apreciable. Una de las más conocidas es el Golden Eye, situada en Londres junto al Támesis, desde la que se disfruta de unas magníficas vistas de toda la ciudad.
Fíjate en la noria de la imagen, que tiene 12 barquillas. Mide con un reloj su velocidad de giro en rad/s. Suponiendo que el diámetro de giro es de 20 m, calcula el espacio recorrido por cada barquilla si en un viaje se dan 12 vueltas completas.
Actividad
El movimiento circular uniforme
Las magnitudes que caracterizan al movimiento circular uniforme (trayectoria circular con rapidez constante) son:
Velocidad de giro (revoluciones por minuto, rpm).
Periodo (tiempo que tarda el móvil en dar una vuelta, segundos, s).
Frecuencia (número de vueltas que da el móvil por segundo, rps o hertzios, Hz).