1.6 Movimiento circular uniforme: periodo y frecuencia
En el caso de un movimiento circular uniforme, en el que la velocidad angular no cambia, podemos definir dos magnitudes que pueden ayudarnos a describir el movimiento.
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El período es el tiempo que invierte un objeto que describe un MCU en dar una vuelta completa. Se mide en segundos y se representa por una T.
La frecuencia es el número de vueltas por segundo que da un objeto que se mueve siguiendo un MCU. Se mide en ciclos por segundo o Hertzios y se representa por la letra f.
Por la forma es que están definidas, período y frecuencia son una la inversa de la otra:
La velocidad angular se puede expresar en función de la frecuencia y del periodo. Como el período es el tiempo que tarda un objeto en dar una vuelta, la velocidad angular de ese objeto será:
Usando la relación entre frecuencia y periodo también podemos escribir que:
Actividad
AV - Pregunta de Elección Múltiple|
2.09 rad/s
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0.69 rad/s
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1 rad/s
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En este caso particular de movimiento circular, no cambia el módulo de la velocidad, sólo lo hace su dirección y sentido.
Por eso la aceleración tangencial es cero pero la normal no.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Algunos derechos reservados por Johan J.Ingles-Le Nobel
Sabiendo que la distancia entre la Tierra y Luna es de 384000 Km y que tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra 27 días 7 horas y 43 minutos, calcula:
- El período y la frecuencia de giro.
- La velocidad angular.
- La velocidad lineal.
- La aceleración angular y normal.
- El ángulo rotado durante un día.
Objetivos
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Imagen de autor desconocido bajo licencia |
Satélites geoestacionarios
Los satélites que se envían al espacio tienen funciones de toma de datos y fotografías con fines muy diversos, desde meteorológicos hasta militares, y también como transmisores de señales en telecomunicaciones.
Se encuentran orbitando alrededor de la Tierra a una distancia fija, manteniendo un movimiento circular uniforme. Algunos de ellos siempre se encuentran situados sobre el mismo punto de la Tierra, y se llaman geoestacionarios, mientras que otros pasan varias veces al día sobre el mismo sitio.
El más conocido de los satélies geoestacionarios es el Meteosat, que orbita a 35800 km situado sobre el cruce del meridiano 0 de Greenwich, que atraviesa las Pirineos, y la línea ecuatorial de la Tierra. Desde él se toman imágenes cada media hora, en las que se ve muy bien España, y son la fotografías que podemos ver en las predicciones del tiempo.
Aunque su velocidad angular es muy pequeña (1 vuelta al día, que son 7,3.10-5 rad/s), se mueve realmente muy deprisa, ya que su radio de giro es de 42200 km (6400 km del radio de la Tierra más 35800 km de altura de giro sobre al Tierra), con lo que su velocidad es de 3080,6 m/s, que equivalen a ¡11090 km/h!
Son suficientes tres satélites geoestacionarios, colocados formando un ángulo de 120 grados cada uno con respecto a los otros dos, para cubrir todo el globo y asegurar un sistema de comunicaciones rnundial. Dibuja un triángulo equilátero y una circunferencia centrada dentro de él, que representa a la Tierra, de forma que en los vértices están los tres satélites de comunicaciones. Si un satélite recibe información que quiere enviar a las antípodas, no puede trasnsmitirla directamente, ya que no "ve" en línea recta el punto de recepción. Por esa razón la pasa previamente a uno de los otros dos satélites, que es el que envía la señal a tierra. No tienes mas que hacer el dibujo para comprobarlo.
Pregunta de Selección Múltiple
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f=15 Hz
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T=0,1 s
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