1. Dinámica del movimiento circular
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| Imagen 2. Willy GNU Free License |
Según la primera ley de Newton, para que una partícula se mueva según una trayectoria no rectilínea es necesario que actúe una fuerza sobre ella, ya que si no permanecería en movimiento en línea recta indefinidamente.
Esta fuerza, si tiene una componente perpendicular al movimiento, provoca que el cuerpo describa una trayectoria curva, aún cuando su velocidad lineal pueda ser constante. En el caso que la fuerza tenga un módulo constante y sea siempre perpendicular al movimiento, se tiene un movimiento denominado circular uniforme (m.c.u.). Este tipo de movimiento, por su simplicidad, nos servirá como base del estudio del movimiento de los planetas y satélites que va a desarrollarse en esta Unidad.
En un movimiento de este tipo, su trayectoria es circular y, según se vio, existe una relación sencilla entre la componente normal de la aceleración, la velocidad lineal de la partícula y el radio de la trayectoria. Las ecuaciones que describen esta relación eran:
Actividad
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Imagen 3. A. Franco. Permiso uso educativo |
En todo movimiento la aceleración puede descomponerse en dos componentes:
1) Aceleración normal (an) responsable del cambio de dirección (si an = 0 la trayectoria es una recta)
2) Aceleración tangencial (at) responsable del cambio en la velocidad lineal con la que se mueve el objeto.
En un movimiento circular uniforme (m.c.u.) de radio 
la aceleración es únicamente de tipo normal y constante, siendo su valor:
Ejemplo o ejercicio resuelto
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| Imagen 4. Dudua Creative Commons |
Una atracción de feria gira describiendo un movimiento circular uniforme de 6 m de radio, tardando 10 segundos en realizar una vuelta completa.
Calcula su aceleración.
La segunda ley de Newton determina el movimiento de una partícula. En el caso de un m.c.u. también debe ser así, con la única consideración que el valor de la aceleración corresponde únicamente al término perpendicular, esto es, a la aceleración normal. De esta forma:
Actividad
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| Imagen 5. Dr.T Creative Commons |
La ecuación de la dinámica para un m.c.u. toma la forma:
Esta fuerza recibe el nombre de fuerza centrípeta, es la responsable del movimiento circular y está dirigida siempre en dirección hacia el centro de rotación.
AV - Reflexión
Calcula la fuerza que experimenta una persona de 70 kg situada en el extremo exterior de la atracción descrita en el ejercicio resuelto anterior.
