5 Secundaria - Física - Dinámica circular
Summary
TLDREl profesor Fractura imparte una clase sobre la dinámica circular a los estudiantes de quinto de secundaria. Explora conceptos como la velocidad tangencial, la fuerza y la aceleración centrípetas, y cómo estos influyen en el movimiento circular uniforme. Utiliza objetos de fácil acceso para demostrar estos principios, y anima a los estudiantes a realizar experimentos en casa. El video también subraya la importancia de la educación y la protección personal durante la pandemia.
Takeaways
- 🌟 El movimiento circular uniforme es un caso especial de la dinámica en la que la velocidad tangencial es constante.
- 🔄 La fuerza centrípeta es la que mantiene a un objeto en movimiento circular, apuntando hacia el centro de la circunferencia.
- 🎓 La aceleración centrípeta es la que indica el cambio de dirección del objeto en movimiento circular, y es perpendicular al vector velocidad.
- 🧭 El vector radial conecta el centro de rotación con la partícula giratoria y es perpendicular a la velocidad tangencial.
- 🚴♂️ Ejemplos de movimiento circular en la vida diaria incluyen las ruedas de una bicicleta, las manecillas de un reloj y las aspas de un ventilador.
- 🧪 Experimentos simples como girar un objeto con una cuerda pueden demostrar principios de la dinámica circular.
- 📚 La primera ley de Newton, que habla sobre la inercia, se puede observar en acciones como levantar un objeto en movimiento circular y ver que sigue su trayectoria.
- 🌀 La fuerza centrípeta es menor que el peso del objeto cuando este no cae en un movimiento circular, como se muestra con la canica y el vaso plástico.
- 💧 El agua en un recipiente que gira no cae debido a la fuerza centrípeta, lo que se puede demostrar con un experimento simple.
- ⚖️ La fórmula para calcular la fuerza centrípeta es Fc = m * (v^2) / r, donde m es la masa, v la velocidad tangencial y r el radio de la circunferencia.
Q & A
¿Qué tema aborda el profesor en la clase de física para quinto de secundaria?
-El profesor aborda la dinámica circular, un caso especial de movimiento en la madre tierra.
¿Cuáles son algunos ejemplos de movimiento circular uniforme mencionados en el guion?
-Entre los ejemplos mencionados se encuentran el ventilador, las ruedas de una bicicleta o un automóvil, y las ruedas de la fortuna.
¿Cómo se relaciona la velocidad tangencial con la velocidad lineal en el movimiento circular?
-La velocidad tangencial es constante en el movimiento circular uniforme y está relacionada con la velocidad lineal, que describe el efecto lineal del movimiento.
¿Qué es la fuerza centrípeta y cómo se manifiesta en el movimiento circular?
-La fuerza centrípeta es la fuerza que mantiene a un objeto en movimiento circular hacia el centro de la circunferencia, evitando que el objeto caiga debido a la gravedad.
¿Qué efecto demuestra el experimento con el vaso plástico y la canica?
-El experimento demuestra que la fuerza centrípeta es suficiente para contrarrestar la gravedad y mantener al objeto en movimiento circular sin caerse.
¿Cuál es la primera ley de Newton que se relaciona con el movimiento del objeto al levantar el vaso?
-La primera ley de Newton, también conocida como ley de la inercia, indica que un objeto en movimiento se mantendrá en movimiento a menos que una fuerza lo afecte, lo que se demuestra cuando el objeto sigue su trayectoria lineal después de levantar el vaso.
¿Qué ocurre si disminuimos la velocidad tangencial en el movimiento circular?
-Si disminuimos la velocidad tangencial, la fuerza centrípeta disminuirá y no será suficiente para contrarrestar la gravedad, lo que causará que el objeto caiga.
¿Cómo se relaciona el agua en el recipiente con la fuerza centrípeta y la velocidad tangencial?
-A pesar de que el recipiente está lleno de agua, no cae debido a que la fuerza centrípeta, causada por la velocidad tangencial, es suficiente para mantenerla en el recipiente.
¿Qué fórmula se utiliza para calcular la aceleración centrípeta en el movimiento circular?
-La fórmula para calcular la aceleración centrípeta es: aceleración centrípeta = velocidad tangencial al cuadrado dividido por el radio.
¿Cómo se relaciona la fuerza centrípeta con la masa, la velocidad tangencial y el radio de la circunferencia?
-La fuerza centrípeta se calcula con la fórmula: fuerza centrípeta = masa * (velocidad tangencial al cuadrado) / radio.
¿Qué vectores son fundamentales en la dinámica circular y qué dirección tienen?
-Los vectores fundamentales en la dinámica circular son el vector radial, que apunta desde el centro de rotación hacia la partícula giratoria, y el vector aceleración centrípeta, que apunta hacia el centro de la circunferencia.
Outlines
📚 Introducción al Movimiento Circular
El profesor presenta el tema de la clase, enfocándose en el movimiento circular y su presencia en la vida diaria, como en ventiladores, bicicletas, y automóviles. Explica cómo se relaciona la velocidad constante con el movimiento circular uniforme y presenta un ejemplo práctico utilizando materiales reciclados. Se destaca que la clase no solo demostrará el movimiento circular, sino que también explorará los parámetros que influyen en este.
🔄 Experimento sobre la Velocidad Tangencial y Fuerza Centrípeta
El profesor realiza un experimento con objetos cotidianos como canicas y vasos para demostrar cómo la velocidad tangencial y la fuerza centrípeta influyen en el movimiento circular. Explica cómo la velocidad tangencial afecta el comportamiento de los objetos, y cómo estos pueden seguir su trayectoria debido a la inercia, vinculándolo con la primera ley de Newton. También muestra cómo, en ciertos casos, la fuerza centrípeta mantiene un objeto dentro de un recipiente sin caerse durante el giro.
💧 Movimiento Circular con Agua y Fuerza Centrípeta
Se realiza un experimento similar al anterior, pero ahora con agua, mostrando que, a pesar del giro, el agua no cae gracias a la fuerza centrípeta. Se invita a los estudiantes a replicar el experimento en casa para observar la relación entre la velocidad tangencial y la fuerza centrípeta. El profesor insiste en que estos conceptos son clave para comprender el movimiento circular y sus componentes vectoriales.
Mindmap
Keywords
💡Dinámica circular
💡Movimiento circular uniforme
💡Velocidad tangencial
💡Fuerza centrípeta
💡Aceleración centrípeta
💡Radio de la circunferencia
💡Inercia
💡Primera ley de Newton
💡Vectores
💡Velocidad angular
Highlights
El movimiento circular uniforme es un caso especial de dinámica en la madre tierra.
El movimiento circular se puede observar en la vida diaria, como en ventiladores y ruedas de bicicletas.
La velocidad tangencial es constante en el movimiento circular uniforme.
La fuerza que nos estamos empleando afecta la velocidad de un objeto en movimiento circular.
La primera ley de Newton se relaciona con el movimiento circular uniforme y la inercia.
La fuerza centrípeta es la que mantiene a un objeto en movimiento circular sin caer.
La aceleración centrípeta es perpendicular al vector velocidad y apunta hacia el centro de la circunferencia.
La fuerza centrípeta se calcula como la masa por la aceleración centrípeta.
La aceleración centrípeta se relaciona con la velocidad tangencial y el radio de la circunferencia.
El vector radial conecta el centro de rotación a la partícula giratoria en el movimiento circular.
La velocidad angular es perpendicular al plano de la rotación y de magnitud constante.
Los experimentos realizados con materiales de fácil alcance demuestran la fuerza centrípeta y la velocidad tangencial.
El movimiento circular uniforme posee aceleración centrípeta a pesar de tener velocidad tangencial constante.
La fuerza centrípeta es igual a la masa por la velocidad al cuadrado dividido por el radio.
El eje radial es la dirección de la fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta en el movimiento circular.
Los objetos en movimiento circular, como las ruedas de un automóvil, ejemplifican la dinámica circular.
Los conceptos de dinámica circular son fundamentales para entender la vida cotidiana y los experimentos domésticos.
El vídeo invita a los estudiantes a realizar experimentos en casa para comprender mejor los conceptos de dinámica circular.
El uso del barbijo es instado como medida de seguridad durante la enseñanza de la física.
Transcripts
y
71 años por la respiración del derecho a
la educación
hola qué tal queridos estudiantes cómo
están soy su profesor de física de
quinto de secundaria mi nombre es
fractura el día de hoy continuaremos
hablando sobre la dinámica en la madre
tierra pero hablaremos de un caso
especial que es la dinámica circular
comencemos
[Aplausos]
bueno queridos estudiantes el movimiento
circular lo podemos observar en muchas
situaciones en nuestra vida diaria por
ejemplo en el ventilador también lo
podemos observar en los parques en la
ciudad de la fortuna en las ruedas de
nuestra bicicleta o en las ruedas de un
automóvil pero hay algo en común que
todos estos movimientos tienen que es el
movimiento circular uniforme por ejemplo
cuando nosotros hacemos girar un objeto
aquí tengo un objeto que elaborado con
materiales de fácil alcance esos
recipientes de ciclado lo he sostenido
con una cuerda o una lana y un soporte
no que se utiliza para los
desinfectantes con alcohol y también lo
pueden utilizar con la misma lana
pero una vez que yo realizo el giro por
ejemplo podemos observar se mueve a
velocidad
constante pero eso va a depender de la
fuerza que nos estemos empleando si yo
realizo más rápido el objeto va a seguir
yendo más rápido pero el objetivo de
esta clase no es solo demostrar el
movimiento circular sino los parámetros
que influyen en su movimiento para tal
caso vamos a utilizar este material pero
también he podido conseguir materiales
que son que no son de fácil alcance
nosotros podemos observarlos en nuestra
vida diaria por ejemplo aquí tengo una
especie de canicas no en diferentes
tamaños también tengo un vaso plástico
reciclable o tal vez desechable como lo
denominan muchos primero vamos a
observar la velocidad tangencial hemos
dicho que la velocidad tangencial es
constante pero esta velocidad tangencial
lo podemos relacionar con la velocidad
lineal sabemos que la velocidad lineal
describe este efecto
lineal
ahora como podemos observar
al realizar el giro con el vaso
el objeto está girando y la fuerza
centrípeta que ejerce esté muy bien
circular es producido al choque del vaso
pero ahora veamos si es real que puede
ser que este objeto mantiene su
velocidad constante
como pueden observar una vez que yo he
levantado el vaso nuestro objeto seguía
su trayectoria lineal eso que nos dice
nos habla de la primera ley de newton es
decir un movimiento que se va a mantener
constante siempre y cuando otra fuerza
no la perturbe no al levantar el vaso
nuestro objeto a seguir una trayectoria
lineal por acción de la inercia lo mismo
pasa cuando nosotros estamos en un móvil
y de repente frena entonces nosotros
tendemos a seguir moviéndonos en la
misma dirección que el automóvil
bueno que es estudiante ahora lo que
vamos a hacer vamos a utilizar también
estos estos objetos para poder ver otra
componente del movimiento circular que
es la fuerza centrípeta y la aceleración
sentri pues para esto voy a utilizar
este sistema y vamos a observar que al
introducir un objeto
no si yo volteo este recipiente
obviamente va a caer pero
la fuerza centrípeta
al realizar el movimiento circular hace
que este objeto no se mueve no se caiga
observemos
voy a realizar el giro
y como pueden observar
nuestro objeto
no se caído como se puede observar por
más que nuestro recipiente al girar
estaba en esta posición
nuestro objeto seguía dentro de nuestro
recipiente por qué porque la fuerza
centrípeta
era menor y la velocidad tangencial
realizaba ese giro es decir la velocidad
tangencial realizaba que se iba a girar
2 era mayor que su peso es por eso que
no caer ahora quiero si nosotros
moveríamos más lentamente la velocidad
tangencial va a ser menor y por ende el
peso va a ser mayor y va a caer
pero también lo podíamos pensar con agua
observemos
sabemos que el agua podría
caerse si nosotros le damos quizás este
agua observemos hemos puesto un poco de
agua a nuestro recipiente y lo que se
quiere también es de alguna forma
observar este movimiento veamos
como pueden observar queridos
estudiantes a pesar de que nuestro
recipiente está con agua no cae ni una
sola gota
justamente
pasa el mismo efecto ustedes lo pueden
realizar este experimento que es muy
sencillo y sus casitas y me pueden dar
la razón gracias a este experimento
podemos evidenciar la fuerza centrípeta
y la velocidad tangencial en el
movimiento circular bueno quiero
insistir antes para poder entender los
componentes del movimiento circular y
los vectores les invito a ver el
siguiente vídeo aunque muchas veces
queridos estudiantes no nos fijemos o no
seamos conscientes de ello estamos
rodeados por objetos que describen
movimientos circulares
las suelas de una bicicleta al igual que
sus engranajes las manecillas nos del
ojo o las aspas de un ventilador son
algunos ejemplos de movimiento circular
uniforme
ahora ha queridos estudiantes para poder
entender mejor los experimentos que
hemos realizado
debemos de hacernos la siguiente
pregunta
cuáles son las magnitudes físicas que
intervienen en la dinámica
circunferencial o dinámica circular
pues el vector radial este vector
conecta el centro de rotación a la
partícula giratoria por otro lado
tenemos a la velocidad tangencial o
lineal
esta es tangente al círculo y
perpendicular al director radial así
como podemos observar en nuestra
animación el movimiento circular
uniforme es un caso especial pues posee
aceleración esto parece un poco en
contrasentido o quizás contradictorio ya
que te preguntarás como un movimiento
uniforme puede tener aceleración pues
existe aceleración centrípeta
esto debido al cambio continuo de
dirección del vector velocidad a lo
largo de todo el movimiento
pero no hay aceleración tangencial
porque no varía el módulo de la
velocidad tangencial
y el vector aceleración centrípeta es
perpendicular al vector velocidad y
tiene la dirección del vector radial
pero en sentido opuesto
es decir apunta hacia el centro de
nuestra circunferencia para que un
cuerpo cambie de dirección
constantemente debe actuar alguna fuerza
sobre él a esta fuerza que ocasiona
dicho cambio se la conoce como fuerza
centrípeta y al igual que la aceleración
centrípeta se dirige hacia el centro del
movimiento circular
recuerda querido estudiante que el
vector velocidad angular es
perpendicular al plano de la rotación
y de magnitud constante estos conceptos
lo hemos estudiado cuando avanzaron el
movimiento circular uniforme en las
clases de cinemática pero de igual forma
lo estamos recordando en esta clase
este vector como dijimos
apunta hacia arriba
ahora en este caso el vector velocidad
angular apunta hacia arriba porque el
sentido de rotación es antihorario bueno
lo que nos interesa en este caso para
hablar sobre la dinámica circular o la
dinámica circunferencial es hablar sobre
la fuerza centrípeta y la aceleración
centrípeta
principalmente entonces para calcular la
aceleración centrípeta usaremos la
siguiente fórmula que es aceleración sen
tripleta igual a la velocidad tangencial
al cuadrado dividido entre es radio
ahora la fuerza centrípeta es igual a la
masa por la aceleración centrípeta y
combinando estas dos últimas fórmulas
que hemos mencionado obtenemos la
siguiente fórmula que nos da fuerza
centrípeta igual a la masa por la
velocidad del cuadrado dividido entre el
radio es decir una ecuación o una
fórmula que nos permite relacionar la
fuerza con la masa la velocidad
tangencial y el radio de nuestra
circunferencia pero queridos estudiantes
no olvidemos lo que dijimos antes de
este vídeo cuando realizamos los
experimentos dijimos que existe un
eléctrico incide con la dirección del
vector velocidad tangencial que es el
eje
tangencial
y otro eje que coincide en la dirección
del vector fuerza centrípeta y por
consiguiente también
aceleración centrípeta este eje se llama
eje ya día
bueno queridos estudiantes como ha
podido observar la dinámica circular es
un caso especial del estudio de la
dinámica porque a pesar de que en la
velocidad tangencial es constante existe
un tipo de aceleración que es la
aceleración centrípeta y producto de
ello también aparece una componente que
es la fuerza centrípeta gracias a ello
hemos podido observar y tú en tu casita
también puedes realizar los experimentos
que hemos hecho el día de hoy con
materiales de fácil alcance bueno
queridos estudiantes para ampliar tus
conocimientos te invito a revisar el
texto de aprendizaje elaborado por el
ministerio de educación sin más que
decir me despido hasta la próxima chao
chao
por la recuperación del derecho a la
educación
el uso del barbijo es obligatorio
úsalo correctamente
cuídate y cuida a los demás
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