Movimiento circular no uniforme.

Resumen.

Este ejemplo representa el movimiento sobre un círculo vertical. Se presenta un bloque anaranjado restringido a moverse sobre una circunferencia vertical. Sobre el bloque actúa la gravedad por lo que su velocidad aumenta cuando pasa por la parte inferior de la circunferencia y disminuye cuando pasa por la parte de arriba. Se ilustran los vectores de posición, velocidad y aceleración.

Objetivo.

El propósito de este ejemplo es que el alumno comprenda los vectores de posición, velocidad y aceleración y adquiera una imagen gráfica de lo que éstos significan.

Descripción.

Se han colocado cinco flechas. La blanca representa el vector de posición del centro del bloque con respecto al centro de la circunferencia. La azul representa la velocidad. La roja representa la aceleración centrípeta. La verde representa la componente de la aceleración de la gravedad en la dirección del movimiento. La amarilla representa la aceleración total.

Se ha puesto en el ejemplo un poco de fricción por lo cual tras varias vueltas el bloque ya no podrá completar una de ellas y a partir de ese momento se moverá como un péndulo. El radio de la circunferencia es de 1.2, la escala elegida es 100. Se ha elegido un valor pequeño para la gravedad (0.5) para que el movimiento sea lento y se puedan apreciar bien los vectores.

Como resultados se han puesto la magnitud de la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta.

Actividades recomendadas.

El alumno debe abrir las ventanas de resultados y variables y arrancar el sistema. Debe observar el aumento y disminución de la velocidad tangencial y la aceleración centrípeta y relacionarlos con las variaciones en el tamaño de las flechas azul y roja.

Sugerir al alumno abrir la ventana de parámetros y hacer cambios en la aceleración de la gravedad y el radio de la circunferencia para ver cómo afectan el movimiento. También debe observar que el movimiento no es afectado por variaciones en la masa del bloque.

Pedir al alumno que haga una descripción verbal del comportamiento de cada flecha, relacionándolo con lo que ésta representa.

También puede hacer un estudio de cómo la fricción influye en el tiempo que tarda en morir el movimiento.