Movimiento circular uniforme, fuerza centrípeta y unidades astronómicas

Resumen

El documento explica el movimiento circular uniforme, con sus conceptos de velocidad lineal, aceleración centrípeta, periodo y frecuencia. Después introduce la fuerza centrípeta, las unidades astronómicas como la UA, el parsec y el año luz, y la ley de gravitación universal con sus características.

Puntos clave

En el movimiento circular uniforme la velocidad angular es constante y el módulo de la velocidad lineal también, aunque su dirección cambia constantemente.
La velocidad lineal es v = ω·r y la aceleración centrípeta es an = v²/r = ω²·r, dirigida hacia el centro.
El periodo T es el tiempo de una vuelta y la frecuencia f es el número de vueltas por unidad de tiempo; son magnitudes inversas: f = 1/T.
La fuerza centrípeta es la responsable de la aceleración centrípeta; si desaparece, el cuerpo se mueve en línea recta tangente a la circunferencia.
Una unidad astronómica (UA) equivale a 149 600 000 km, la distancia media entre la Tierra y el Sol.
La ley de gravitación universal establece que la fuerza de atracción es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Ponte a prueba

Movimiento circular uniforme

Movimiento circular uniforme es el movimiento de un cuerpo cuya trayectoria es una circunferencia y que describe arcos iguales en tiempos iguales. En el movimiento circular uniforme la velocidad angular es constante. En el movimiento circular uniforme, el módulo de la velocidad lineal es constante, pero su dirección y sentido varían constantemente.

Velocidad lineal y aceleración

La velocidad lineal es igual a la velocidad angular multiplicada por el radio: v = ω·r. La aceleración normal o centrípeta es perpendicular a la trayectoria del móvil en cada punto y está dirigida hacia el centro de la circunferencia. Su magnitud puede expresarse como a_n = v² / r = ω²·r.

Periodo y frecuencia

El periodo, t, de un movimiento es el tiempo que tarda un cuerpo con movimiento circular uniforme en dar una vuelta o un ciclo. La frecuencia, f, de un cuerpo que se mueve con movimiento circular uniforme es el número de vueltas que describe en la unidad de tiempo. La frecuencia y el periodo son magnitudes inversas: f = 1 / t.

Fuerza centrípeta

La fuerza centrípeta es la fuerza responsable de esta aceleración y actúa en la misma dirección (hacia el centro). La fuerza centrípeta es la responsable del movimiento circular uniforme y, cuando dicha fuerza desaparece, el cuerpo tiende a moverse en línea recta en la dirección de la velocidad que tenga en ese momento (movimiento tangente a la circunferencia).

Unidades astronómicas y medidas de distancias

La unidad astronómica es la unidad utilizada en la medición de órbitas y trayectorias dentro del Sistema Solar. Una UA es la distancia media entre la Tierra y el Sol y su valor es de 149 600 000 km.

El parsec es una unidad que se utiliza con frecuencia en astronomía.

Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año; la luz se propaga a aproximadamente 300 000 km/s.

Ley de gravitación y características

Todos los cuerpos del universo se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de gravitación universal).

Características de la fuerza de gravitación:

Es universal: todos los cuerpos con masa están sometidos a esta fuerza.
Es una fuerza de atracción.
Dirección: es la de la recta que une los centros de gravedad de los cuerpos.
Intensidad: viene determinada por la ecuación de la ley de gravitación universal.

Cometas

Un cometa es un cuerpo celeste que se caracteriza por tener una cola larga y luminosa.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el movimiento circular uniforme?

Es el movimiento de un cuerpo que describe una circunferencia y recorre arcos iguales en tiempos iguales, con velocidad angular constante. El módulo de su velocidad lineal es constante, pero la dirección cambia continuamente.

¿Cuál es la relación entre periodo y frecuencia?

El periodo es el tiempo que tarda el cuerpo en dar una vuelta y la frecuencia es el número de vueltas por unidad de tiempo. Son magnitudes inversas, por lo que f = 1/t.

¿Cuánto vale una unidad astronómica?

Una unidad astronómica (UA) es la distancia media entre la Tierra y el Sol y su valor es de 149 600 000 km.