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Resumen
 

Una caeacterística fundamental de una partícula que se mueve con MCU, es que cada vuelta la hace en el mismo tiempo. Es decir el movimiento se repite bajo las mismas características en cada vuelta. A este tipo de movimientos (repetitivos) se les denomina movimientos periódicos. El estudio de ellos es de altísima importancia, ya que son necesarios para entender fenómenos como el de la luz y el del sonido.

A continuación se ilustran varios ejemplos de situaciones físicas que involucran el MCU.

 

Rotación de la tierra

(Obtenida de Gifmanía)

Motor de corriente directa
Transmisión de movimiento entre piñones

A todos los movimientos periódicos, entre ellos el MCU,se les define un PERIODO y una FRECUENCIA.

Periodo (P):

En el MCU, el período corresponde al tiempo que se invierte en dar una vuelta. Obviamente se mide en unidades de tiempo. Por tanto, el período de rotación de la tierra es igual a 24 horas.

Ejercicio:

¿Cuál es el periodo de rotación de cada una de las agujas de un reloj ?

Solución:

Como puedes observar en el reloj de la izquierda, para dar una vuelta, el segundero (aguja larga) invierte 60 segundos, el minutero (aguja mediana) invierte 60 minutos y el horario (aguja corta) invierte 12 horas. Por tanto sus respectivos períodos son: 60 segundos, 60 minutos (3600 segundos) y 12 horas (43200 segundos).

Applet obtenido de:

"Colección de Relojes"

 

Ejercicio:

¿Un motor de 3000 rpm (revoluciones por minuto) qué período tiene?

Solución:

El motor dá 3000 vueltas en un mnuto. Por tanto una vuelta la dará en 0.0200 segundo : es decir, su período es de 2 centésimas de segundo.

Fecuencia( f ):

En el MCU, la frecuencia corresponde al número de vueltas que se dán en una unidad de tiempo (por ejemplo en un segundo). Son unidades de frecuencia, vueltas/min (que es lo mismo que min-1 ), vueltas/s (que es lo mismo que s-1 ).

La frecuencia y el período son inversos multiplicativos. Es decir, su producto debe dar la unidad.: P.f=1

Ejercicio:

¿Cuál es la frecuencia de rotación de la tierra?

La tierra tiene un periodo de rotación igual a 24 horas, por tanto su frecuencia será:

f=1/P

f=0.042 vueltas/h= 0.042 h-1

Relación entre el periodo, la frecuencia y la velocidad angular en el MCU:

La velocidad angular media la hemos definido como:

Como para un desplazamiento angular equivalente a 1 vuelta el tiempo transcurrido equivale a un período P, podremos transformar la expresión anterior en el MCU en la siguiente:

o equvalentemente:

siendo f la frecuencia.

Ejercicio:

Calcular la velocidad angular de cada una de las agujas de un reloj.

Solución:

El periodo del segundero es igual a 60 s, por tanto su velocidad angular será:

El período del minutero es igual a 60 minutos, por tanto su velocidad angular será:

El período del horario es igual a 24 horas, por tanto su velocidad angular será:

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Agradecemos al docente de la Esculela de Física de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. profesor Jairo Orlando López, quien revisó cuidadosamente el contenido de esta página (junio de 2002).

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