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Lección 19

Movimiento circular uniforme (m.c.u.)

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Movimiento circular uniforme:

Al igual que en el movimiento rectilíneo uniforme, en el movimiento circular uniforme la velocidad lineal es constante, pero sólo en cuanto a su módulo, pues su dirección varía constantemente. Podemos decir entonces que lo que es constante es su rapidez.

Como la velocidad angular, según vimos en la lección anterior, es igual al cociente entre la velocidad lineal y el radio de rotación, y como el radio de rotación es constante, pues tratamos aquí sólo órbitas circulares, se sigue entonces que en el movimiento rectilíneo uniforme la velocidad angular es también constante. Veremos que también el periodo de rotación T es constante, pues como la velocidad angular es constante, entonces el móvil tarda siempre el mismo tiempo en completar una vuelta o revolución a la órbita.

Pasamos después de definir el movimiento circular uniforme, a deducir la ecuación desplazamiento angular – tiempo para este movimiento. Como en el movimiento circular uniforme la velocidad angular instantánea es constante, ésta coincide con la velocidad angular media, y tenemos entonces que la velocidad angular instantánea es igual al cociente entre el desplazamiento angular y el tiempo que toma este desplazamiento. Partimos de este hecho para hallar la ecuación. Si el instante inicial es t = 0, entonces podemos escribir la velocidad angular como el cociente entre el desplazamiento angular y el tiempo t, o lo que es lo mismo, el desplazamiento angular es igual al producto entre la velocidad angular instantánea y el tiempo t. Ésta es la ecuación desplazamiento angular – tiempo para el movimiento circular uniforme. Es de apreciar la relación entre esta ecuación y la ecuación posición–tiempo para el movimiento rectilíneo uniforme, que dice que el desplazamiento rectilíneo es igual al producto entre la velocidad lineal y el tiempo.

Por último, hallamos una expresión para la aceleración centrípeta en el movimiento circular uniforme: Supongamos que un objeto se mueve en una trayectoria circular con velocidad lineal constante. Este movimiento se compone de un movimiento rectilíneo uniforme, en la dirección de la velocidad lineal, y un movimiento acelerado hacia el centro de la órbita, provocado por la aceleración centrípeta. Partimos de este hecho y llegamos, por métodos geométricos, a que en el movimiento circular uniforme la aceleración centrípeta es igual al cociente entre el cuadrado de la velocidad lineal y el radio de rotación.
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