Física | Aceleración radial y tangencial
Summary
TLDREl video analiza el movimiento de una partícula en una trayectoria curva, desglosando sus componentes de aceleración y velocidad. Se explica que la velocidad siempre es tangente a la curva, mientras que la aceleración se divide en dos componentes: radial, que afecta la dirección, y tangencial, que afecta la magnitud de la velocidad. Se contrastan dos casos: el movimiento circular uniforme, donde solo hay aceleración radial, y el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde solo hay aceleración tangencial. Finalmente, se muestra cómo calcular la magnitud y dirección de la aceleración combinada en trayectorias curvas.
Takeaways
- 📍 La velocidad de una partícula que sigue una trayectoria curva siempre es tangente a la curva.
- 🔄 La aceleración de la partícula se divide en dos componentes: una radial y una tangencial.
- 🎯 La componente radial de la aceleración cambia la dirección de la velocidad, pero no su magnitud.
- 🚀 La componente tangencial de la aceleración cambia la magnitud de la velocidad, pero no su dirección.
- 🔵 En un movimiento circular uniforme, la aceleración es solo radial, lo que mantiene constante la magnitud de la velocidad.
- 📐 La aceleración en el movimiento circular uniforme se calcula como la rapidez al cuadrado dividida entre el radio del círculo.
- ➡️ En un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, la aceleración es solo tangencial, lo que aumenta la magnitud de la velocidad.
- ✏️ En una trayectoria curva, la aceleración tiene tanto componente radial como tangencial, modificando tanto la magnitud como la dirección de la velocidad.
- 📊 La magnitud de la aceleración se calcula como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de sus componentes radial y tangencial.
- 🧭 La dirección de la aceleración se describe a través del ángulo entre su componente tangencial y radial, calculado como la tangente inversa.
Q & A
¿Qué representa la componente radial de la aceleración en una trayectoria curva?
-La componente radial de la aceleración representa un cambio en la dirección de la velocidad, es decir, es responsable de que la partícula cambie su dirección a lo largo de la curva.
¿Qué ocurre con la velocidad cuando la aceleración es únicamente tangencial?
-Cuando la aceleración es únicamente tangencial, la velocidad solo cambia en magnitud, pero su dirección permanece constante.
¿Qué se puede inferir sobre la aceleración en un movimiento circular uniforme?
-En un movimiento circular uniforme, la aceleración tiene únicamente una componente radial, lo que significa que la velocidad de la partícula es constante en magnitud, pero cambia de dirección continuamente.
¿Cómo se calcula la aceleración en un movimiento circular uniforme?
-La aceleración en un movimiento circular uniforme se calcula como la magnitud de la velocidad al cuadrado dividida entre el radio del círculo.
¿Cuál es la diferencia entre un movimiento circular uniforme y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en términos de aceleración?
-En un movimiento circular uniforme, la aceleración es únicamente radial y cambia la dirección de la velocidad, mientras que en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, la aceleración es únicamente tangencial y cambia la magnitud de la velocidad.
¿Qué describe la magnitud de la aceleración en una trayectoria curva?
-La magnitud de la aceleración en una trayectoria curva se describe como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las componentes radial y tangencial de la aceleración.
¿Cómo se determina la dirección de la aceleración en una trayectoria curva?
-La dirección de la aceleración en una trayectoria curva se puede determinar mediante el ángulo que forma con su componente radial, utilizando la tangente inversa de la razón entre la aceleración tangencial y la aceleración radial.
¿Qué sucede con la dirección de la velocidad cuando la aceleración es únicamente radial?
-Cuando la aceleración es únicamente radial, la dirección de la velocidad cambia, pero su magnitud permanece constante.
¿Cómo se comporta la aceleración en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado?
-En un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, la aceleración está en la misma dirección que la velocidad, aumentando la magnitud de la velocidad mientras que la dirección permanece constante.
¿Qué se observa cuando una partícula se mueve en una trayectoria curva respecto a sus componentes de aceleración?
-Cuando una partícula se mueve en una trayectoria curva, su aceleración tiene tanto una componente radial como tangencial, lo que provoca que la velocidad de la partícula cambie tanto en magnitud como en dirección.
Outlines
🔍 Análisis del movimiento curvo de una partícula
Este párrafo introduce el análisis de una partícula que se mueve en una trayectoria curva. Explica que el vector de velocidad siempre es tangente a la curva y que la aceleración tiene un ángulo con respecto al vector de velocidad. Se menciona la importancia de dividir la aceleración en dos componentes: una radial (hacia el centro del círculo) y otra tangencial (en la misma dirección que el vector de velocidad). Cada componente tiene un efecto diferente en la magnitud y la dirección de la velocidad.
🏁 Componentes tangencial y radial de la aceleración
Aquí se destaca la importancia de entender las dos componentes de la aceleración: la tangencial, que modifica la magnitud de la velocidad, y la radial, que altera su dirección. Se menciona que si la aceleración es solo tangencial, la velocidad cambia en magnitud, pero no en dirección; si es solo radial, la velocidad cambia en dirección pero mantiene la misma magnitud.
🔄 Movimiento circular uniforme
El texto examina el caso de un movimiento circular uniforme, donde la velocidad tiene una magnitud constante a lo largo de la trayectoria, debido a que la aceleración es únicamente radial. Se menciona que la aceleración en este caso se calcula como la rapidez al cuadrado dividida por el radio del círculo.
➡️ Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Este párrafo describe el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde la velocidad de la partícula aumenta en magnitud mientras sigue una dirección recta. La aceleración es tangencial y actúa en la misma dirección que la velocidad, lo que implica que no hay componente radial en este tipo de movimiento.
🔗 Combinación de componentes en una trayectoria curva
En este párrafo, se explica cómo una trayectoria curva combina componentes radiales y tangenciales de la aceleración, lo que provoca cambios tanto en la magnitud como en la dirección de la velocidad. Se introduce la fórmula para calcular la magnitud de la aceleración combinando sus componentes y se menciona cómo determinar la dirección de la aceleración utilizando el ángulo que forma con el radio.
Mindmap
Keywords
💡Trayectoria curva
💡Aceleración tangencial
💡Aceleración radial
💡Movimiento circular uniforme
💡Vector de velocidad
💡Componente radial
💡Componente tangencial
💡Magnitud de la aceleración
💡Cambio en la dirección
💡Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Highlights
La partícula se mueve con una trayectoria que describe líneas curvas y se evalúa su aceleración y velocidad en un instante determinado.
El vector de velocidad siempre es tangente a la curva en la trayectoria descrita por la partícula.
La aceleración tiene un cierto ángulo respecto al vector de velocidad, con componentes radiales y tangenciales.
La componente radial de la aceleración se dirige hacia el interior del círculo que incluye la trayectoria curva.
La componente tangencial de la aceleración es tangente a la curva, coincidiendo con el eje del vector de velocidad.
La aceleración tangencial representa un cambio en la magnitud de la velocidad, mientras que la aceleración radial afecta la dirección.
Cuando la aceleración es solo tangencial, la velocidad cambia en magnitud, pero mantiene su dirección.
Si la aceleración es únicamente radial, la velocidad cambia de dirección pero mantiene una magnitud constante.
En un movimiento circular uniforme, la velocidad es constante debido a la presencia de una aceleración radial.
La aceleración en movimiento circular uniforme se calcula como la rapidez al cuadrado dividida por el radio del círculo.
En el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, la aceleración es tangencial y va en la misma dirección que la velocidad.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado implica un cambio en la magnitud de la velocidad sin cambiar de dirección.
El movimiento curvo combina componentes radiales y tangenciales de aceleración, cambiando tanto la magnitud como la dirección de la velocidad.
La magnitud de la aceleración se obtiene sumando los cuadrados de sus componentes radial y tangencial, y luego aplicando la raíz cuadrada.
La dirección de la aceleración puede describirse con el ángulo formado entre la aceleración tangencial y radial, calculado con la tangente inversa.
Transcripts
vamos a analizar el caso en el que una
partícula se mueve con una trayectoria
que describe líneas curvas y para esto
vamos a evaluar la aceleración y la
velocidad que tiene esta partícula en un
instante determinado de su trayectoria
vamos a recordar que el vector de
velocidad siempre va a ser tangente a la
curva vamos a dibujar un círculo que
incluya la trayectoria curva que estamos
observando como referencia y notaremos
que en este caso la aceleración tiene
cierto ángulo con respecto al vector de
velocidad si examinamos las componentes
de la aceleración podremos dividirlas en
dos una componente radial es decir una
componente de la aceleración en
dirección hacia adentro del círculo que
trazamos y una componente tangencial es
decir una componente de la aceleración
que también es tangente a la curva y por
lo tanto está en el mismo eje que el
vector de velocidad es importante
dividir la aceleración en estos dos
componentes radial y tangencial puesto
que la componente tánger
y al de la aceleración representa un
cambio en la magnitud de la velocidad y
la componente radial representa un
cambio en la dirección esto quiere decir
que cuando la aceleración únicamente es
tangencial la velocidad solo cambia en
magnitud pero su dirección es la misma
mientras que cuando la componente de la
aceleración únicamente es radial la
velocidad solo cambia en dirección pero
su magnitud permanece constante vamos a
analizar estos dos casos extremos vamos
a analizar un movimiento circular
uniforme podemos ver la trayectoria en
línea punteada y recordamos que en este
caso la velocidad tiene una magnitud
constante a lo largo de toda la
trayectoria circular y esto es puesto
que la aceleración únicamente tiene
componentes radial y recordaremos del
movimiento circular uniforme que la
aceleración se calcula como la magnitud
de la velocidad es decir la rapidez al
cuadrado entre el radio del círculo por
otro lado tenemos el movimiento
rectilíneo uniformemente hacer
aquí podemos ver la partícula moviéndose
en una línea recta con un vector de
velocidad v dirigido hacia la derecha y
la aceleración va en la misma dirección
que la velocidad esto quiere decir que
la velocidad va aumentando o sea
modificando su magnitud pero la
partícula se va moviendo siempre en la
misma dirección en línea recta y hacia
la derecha esta vez la aceleración
únicamente es tangencial si consideramos
el círculo de referencia y no existe
aceleración radial en un movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado la
aceleración es igual al cambio en la
velocidad con respecto al tiempo
entonces podemos ver el movimiento de
una partícula en una trayectoria curva
como una combinación de ambas en este
caso la aceleración tiene tanto
componente radial como tangencial y
entonces el vector de velocidad va
cambiando tanto en magnitud como en
dirección
si queremos calcular la magnitud de la
aceleración vamos a recordar que la
magnitud de un vector es igual a la raíz
cuadrada de la suma de los cuadrados de
sus componentes y en este caso la
magnitud de la aceleración sería igual a
la raíz cuadrada de su componente radial
al cuadrado más su componente tangencial
al cuadrado y si queremos describir la
dirección de la aceleración podemos
hacerlo mediante el ángulo que forma con
su componente radial es decir con el
radio de giro que tiene la partícula con
respecto al círculo que dibujamos y este
es igual a la tangente inversa de el
valor de aceleración tangencial entre el
valor de aceleración radial
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