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Departamento de física
Liceo Eduardo de
Valparaíso
TALLER DE FÍSICA
UNIDAD: Movimiento Circular.
CAPACIDAD: Razonamiento lógico.
OBJETIVO: Aplicar las nociones físicas fundamentales para explicar y describir el movimiento circular; utilizar las expresiones matemáticas de estas nociones en situaciones diversas.
PROFESOR: Germán Cáceres Muñoz.
CURSO: 
Año medio
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Movimiento circular o circunferencial: El móvil describe una trayectoria circunferencial.
Movimiento circular uniforme (MCU): Movimiento en que un cuerpo gira equidistante a un punto fijo, describiendo ángulos iguales en tiempos iguales.
Período (T): Es el tiempo que tarda una partícula en dar una vuelta completa. Se mide en unidades de tiempo, nosotros lo mediremos en segundos.
Frecuencia (
): Es el número de vueltas o revoluciones por unidad de tiempo. Matemáticamente, se expresa:
Donde:
: número de vueltas.
: tiempo.
Para 1 vuelta (=1) demora un tiempo = período (
), reemplazando:
La unidad de frecuencia es:
Hertz (Hz)= 
= rps = 
= 
= 
Radián: En física para medir ángulos se usa mucho una unidad llamada radián.
1 Radián es el ángulo central al que corresponde un arco de longitud igual al radio.
EQUIVALENCIA ENTRE GRADOS SEXAGESIMALES Y RADIANES:
Velocidad angular 
: es un vector perpendicular al plano de movimiento. Su módulo es la rapidez angular, que es el ángulo descrito por unidad de tiempo.
Donde:
= variación del ángulo.
= variación del tiempo.
Su unidad es: 
Velocidad tangencial (
): es el cuociente entre el arco recorrido por la partícula y el tiempo empleado en cubrir dicha distancia. La magnitud de esta velocidad es:
Donde:
= radio.
= rapidez angular.
= frecuencia.
Se mide en (m/s).
Aceleración centrípeta ( 
): A pesar de que el módulo de la velocidad es constante, la velocidad como vector es variable, lo que implica la existencia de aceleración llamada centrípeta, la cual apunta siempre hacia el centro de rotación.
La magnitud de esta aceleración es:
Se mide en ( 
).
Fuerza centrípeta (
): Si consideramos la masa del cuerpo en rotación, debido a que está sometido a una aceleración por la segunda ley de Newton (
), el cuerpo también está sometido a una fuerza llamada centrípeta, la cual tiene la misma dirección y sentido que la aceleración centrípeta.
La magnitud de esta fuerza es:
Se mide en Newton.
Fuerza centrífuga: No es una fuerza real, sino que es el resultado del efecto de la inercia que experimenta un cuerpo en movimiento curvilíneo.
Así pues, cuando se hace girar una lata en una trayectoria circular no hay fuerzas que tiren de la lata hacia fuera. La tensión del cordel es la única fuerza que tira de la lata hacia adentro. La fuerza hacia fuera se ejerce sobre el cordel, no sobre la lata.
PROBLEMAS
1.- Exprese los siguientes ángulos en grados, revoluciones y radianes:
a) 50º b) 2,65 rad c) 0,67 rev d) 120º e) 1,5 rad f) 2,16 rev
2.- Un niño andando en su bicicleta observa que constantemente la rueda da tres vueltas en un segundo y, además, se sabe que el radio de ésta es
3.- Una rueda de radio R gira con una frecuencia f. Si se duplica la frecuencia de giro, ¿qué le sucede a su período?
4.- Una esfera con radio de
5.- Un cuerpo recorre a razón de 10 vueltas por minuto una circunferencia de
a) ¿Cuál es su período?
b) ¿Cuál es su velocidad angular?
c) ¿cuál es su aceleración?
d) ¿Cuánto tardará en completar 15 vueltas?
e) ¿Qué distancia habrá recorrido en ese tiempo?
6.- Exprese la aceleración angular de 36 rps en rad/s.
7.- Una bicicleta se desplaza con una velocidad constante de
8.- Calcule la rapidez angular que Ud. Tiene debido a la rotación terrestre.
9.- Un vehículo se mueve con una velocidad constante de 32 m/s sobre una pista circular cuya circunferencia tiene 
metros. Hallar la aceleración centrípeta del vehículo.
10.- Una piedra colgada por una cuerda de
11.- Un móvil con MCU tarda 5 segundos en dar dos vueltas. Calcular su velocidad angular.
12.- Un motor efectúa 2000 revoluciones por minuto. Calcular su velocidad angular en grados/segundo.
13.- Calcular la velocidad tangencial de un móvil que describe una circunferencia de
14.- El período en un MCU es 0,5 seg. Calcular la velocidad angular.
15.- Calcular la velocidad tangencial de un punto que describe una circunferencia de 
.
16.- Calcular la velocidad tangencial de un punto del Ecuador de
17.- La velocidad tangencial de un punto que describe una circunferencia de
18.- Calcular el ángulo descrito en 2 min por el radio de una circunferencia que gira con una velocidad angular de 
. Calcular cuántas vueltas enteras ha dado.
19.- La hélice de un avión da 1200 rpm. Calcular su período, su velocidad angular y su frecuencia.
20.- En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, un electrón gira en torno de un protón en una órbita circular de radio 
m con una rapidez de 
m/s. ¿Cuál es la aceleración del electrón en el átomo de hidrógeno?
21.- Calcular la aceleración de un automóvil que recorre una pista circular de
22.-
23.- Un cuerpo de masa
24.- Un tren toma una curva cuyo radio de curvatura es de
25.- Un niño hace girar una piedra atada a un hilo de
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