El movimiento circular ocurre cuando un objeto se mueve alrededor de un punto en el espacio, sin alejarse ni acercarse más a él. La distancia desde el punto central es el radio del círculo. Para viajar en un movimiento circular, un objeto debe cambiar constantemente de dirección. Aunque su trayectoria forma un círculo, el objeto siempre se está moviendo tangencialmente al círculo. Una tangente es simplemente interrumpida por la siguiente con cada pequeño cambio de dirección.
El movimiento circular se puede clasificar en movimiento circular uniforme y no uniforme:
Movimiento circular uniforme
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- Un objeto en movimiento circular uniforme se mueve con una velocidad constante (solo cambia la dirección).
Para que un objeto se mueva a lo largo de una trayectoria curva, la dirección de su velocidad debe cambiar. Un cambio en la velocidad significa que debe haber una aceleración que no esté en la misma dirección que la velocidad. Para que un objeto se mueva a lo largo de una trayectoria circular, esto significa que debe haber una aceleración que sea siempre perpendicular a la velocidad. Por lo tanto, este vector de aceleración siempre se dirige hacia el centro de un círculo formado por la trayectoria del objeto. Esta aceleración se denomina “aceleración radial”, porque se encuentra en un cierto radio desde un punto central, o “aceleración centrípeta”, lo que significa que es “búsqueda de centro”.
El movimiento circular uniforme significa que la magnitud de la velocidad es una constante, y la dirección de la velocidad cambia a una velocidad constante. Esto significa que la ruta del objeto forma un círculo, y que el objeto completará viajes repetidos alrededor de la ruta en la misma cantidad de tiempo cada vez.
Ejemplos de movimiento circular incluyen:
- Tierra girando alrededor del sol para la cual la fuerza gravitatoria actúa como fuerza centrípeta
- Una piedra que está atada a una cuerda y se está girando en círculos: aquí la cuerda proporciona la fuerza centrípeta en forma de tensión
- Un automóvil que gira a través de una curva en una pista de carreras para la cual la fricción proporciona la fuerza centrípeta requerida
- Además, dentro de los átomos, los electrones giran alrededor del núcleo debido a la fuerza de Coulombic. En otras palabras, podemos decir que la fuerza centrípeta se origina en una fuente externa.
Movimiento circular no uniforme
- Un objeto que experimenta un movimiento circular no uniforme se mueve con una velocidad variable .
El movimiento circular no uniforme significa que hay otra aceleración que cambia la magnitud de la velocidad del objeto. Un ejemplo de movimiento circular no uniforme sería un carro de montaña rusa que gira alrededor de un bucle vertical. En todos los puntos del circuito, el automóvil experimenta una aceleración radial interna, aunque el automóvil también experimenta una aceleración debida a la gravedad.
La aceleración radial es siempre perpendicular al vector de velocidad del objeto, aunque en un movimiento circular no uniforme también hay un componente de aceleración que es paralelo al vector de velocidad. Esta es la “aceleración tangencial”, ya que este vector es siempre tangente a la curva de la trayectoria circular.
Ejemplo: si un automóvil cubre 10 metros en los primeros dos segundos y 15 metros en los próximos dos segundos.