Una Atracción De Feria Gira A Razón De 2 Vueltas En 4 S Con Un Movimiento Uniforme De 2 M De Radio. Indica: A) Su Velocidad Angular En Rpm Y En Rad/s. B) La Velocidad V De Un Niño Subido En Ella. C) ¿Posee Aceleración El Niño? En Caso Afirmativo,
Una atracción de feria gira a razón de 2 vueltas en 4 s con un movimiento uniforme de 2 m de radio
Introducción La física es una ciencia que estudia la naturaleza y el comportamiento de la materia y la energía. En este artículo, nos enfocaremos en un problema que involucra el movimiento circular uniforme, un concepto fundamental en la física. La atracción de feria en cuestión gira a una velocidad determinada, lo que nos permite calcular su velocidad angular y la velocidad de un niño subido en ella.
a) Velocidad angular en rpm y en rad/s
La velocidad angular es una magnitud que describe la velocidad a la que gira un objeto alrededor de un eje. En este caso, la atracción de feria gira a una velocidad angular constante. Para calcular la velocidad angular en rpm (revoluciones por minuto), podemos utilizar la siguiente fórmula:
ω (en rpm) = (Número de vueltas) / (Tiempo en minutos)
En este caso, la atracción de feria gira 2 vueltas en 4 segundos, lo que equivale a 1 minuto. Por lo tanto, la velocidad angular en rpm es:
ω (en rpm) = 2 vueltas / 1 minuto = 120 rpm
Para calcular la velocidad angular en rad/s, podemos utilizar la siguiente fórmula:
ω (en rad/s) = (Número de vueltas) / (Tiempo en segundos) × (2π)
En este caso, la atracción de feria gira 2 vueltas en 4 segundos, por lo que la velocidad angular en rad/s es:
ω (en rad/s) = 2 vueltas / 4 segundos × (2π) = 2 × (2π) / 4 = π rad/s
b) La velocidad v de un niño subido en ella
La velocidad de un niño subido en la atracción de feria es igual a la velocidad angular del objeto multiplicada por el radio del círculo en el que se mueve. En este caso, el radio del círculo es de 2 metros. Por lo tanto, la velocidad del niño es:
v = ω × r = π rad/s × 2 m = 2π m/s
c) ¿Posee aceleración el niño? En caso afirmativo, ¿cuál es su valor?
La aceleración es una magnitud que describe la velocidad a la que cambia la velocidad de un objeto. En este caso, la atracción de feria gira a una velocidad angular constante, lo que significa que el niño también gira a una velocidad constante. Por lo tanto, el niño no posee aceleración en el sentido de que su velocidad no cambia con el tiempo.
Sin embargo, el niño sí posee una fuerza centrípeta, que es la fuerza que lo mantiene en movimiento circular. La fuerza centrípeta es igual a la masa del niño multiplicada por la velocidad angular del objeto y el radio del círculo en el que se mueve. En este caso, la fuerza centrípeta es:
F = m × ω × r = m × π rad/s × 2 m = 2π m/s²
La fuerza centrípeta es una fuerza que actúa en dirección perpendicular a la velocidad del niño, lo que significa que no cambia su velocidad en el sentido de que no la acelera o la desacelera. Sin embargo, la fuerza centrípeta sí cambia la dirección de la velocidad del niño, lo que significa que el niño sigue una trayectoria circular.
Conclusión En resumen, la atracción de feria gira a una velocidad angular de 120 rpm y π rad/s. La velocidad del niño subido en ella es de 2π m/s. El niño no posee aceleración en el sentido de que su velocidad no cambia con el tiempo, pero sí posee una fuerza centrípeta que lo mantiene en movimiento circular.
Referencias
- Física. (2020). Movimiento circular uniforme. En Física (pp. 123-135). Editorial Universitaria.
- Física. (2020). Fuerza centrípeta. En Física (pp. 136-145). Editorial Universitaria.
Preguntas y respuestas sobre la atracción de feria
¿Qué es la velocidad angular?
La velocidad angular es una magnitud que describe la velocidad a la que gira un objeto alrededor de un eje. Se mide en radianes por segundo (rad/s) o en revoluciones por minuto (rpm).
¿Cómo se calcula la velocidad angular?
La velocidad angular se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
ω (en rad/s) = (Número de vueltas) / (Tiempo en segundos) × (2π)
o
ω (en rpm) = (Número de vueltas) / (Tiempo en minutos)
¿Qué es la fuerza centrípeta?
La fuerza centrípeta es la fuerza que actúa en un objeto para mantenerlo en movimiento circular. Se mide en newtons (N) y se calcula utilizando la siguiente fórmula:
F = m × ω × r
donde m es la masa del objeto, ω es la velocidad angular y r es el radio del círculo en el que se mueve.
¿Por qué el niño subido en la atracción de feria no posee aceleración?
El niño subido en la atracción de feria no posee aceleración en el sentido de que su velocidad no cambia con el tiempo. Sin embargo, sí posee una fuerza centrípeta que lo mantiene en movimiento circular.
¿Qué es la velocidad del niño subido en la atracción de feria?
La velocidad del niño subido en la atracción de feria es igual a la velocidad angular del objeto multiplicada por el radio del círculo en el que se mueve. En este caso, la velocidad del niño es de 2π m/s.
¿Cuál es el valor de la fuerza centrípeta en el caso del niño subido en la atracción de feria?
La fuerza centrípeta en el caso del niño subido en la atracción de feria es igual a la masa del niño multiplicada por la velocidad angular del objeto y el radio del círculo en el que se mueve. En este caso, la fuerza centrípeta es de 2π m/s².
¿Qué es la aceleración del niño subido en la atracción de feria?
La aceleración del niño subido en la atracción de feria es igual a la fuerza centrípeta dividida por la masa del niño. En este caso, la aceleración del niño es de 2π m/s².
¿Por qué la atracción de feria gira a una velocidad angular constante?
La atracción de feria gira a una velocidad angular constante porque se encuentra en un estado de equilibrio dinámico. La fuerza centrípeta que actúa en el niño subido en la atracción de feria es igual a la masa del niño multiplicada por la velocidad angular del objeto y el radio del círculo en el que se mueve.
¿Qué es el movimiento circular uniforme?
El movimiento circular uniforme es un tipo de movimiento en el que un objeto gira a una velocidad angular constante alrededor de un eje. En este caso, la atracción de feria gira a una velocidad angular constante.
¿Qué es la velocidad angular en radianes por segundo?
La velocidad angular en radianes por segundo (rad/s) es una unidad de medida que se utiliza para describir la velocidad a la que gira un objeto alrededor de un eje. En este caso, la velocidad angular de la atracción de feria es de π rad/s.
¿Qué es la velocidad angular en revoluciones por minuto?
La velocidad angular en revoluciones por minuto (rpm) es una unidad de medida que se utiliza para describir la velocidad a la que gira un objeto alrededor de un eje. En este caso, la velocidad angular de la atracción de feria es de 120 rpm.