Las
múltiples posibilidades de dicho applet permiten al profesor explicar
algunos conceptos importantes como por ejemplo:
- MCU: el ángulo girado cada segundo es
el mismo, o sea, la velocidad angular es constante.
Los intervalos cada 0,1 s nos pueden ser de ayuda.
- MCUA: el ángulo descrito por el objeto
cada segundo aumenta (o disminuye) y por tanto la velocidad angular no
es constante. Por visualizarlo lo mejor es utilizar
los intervalos cada 0,1 s.
- MVA: El movimiento vibratorio armónico
como proyección encima de un eje (x o y) de un movimiento circular
uniforme.
- La velocidad y la aceleración angulares
pueden no tener el mismo signo: podemos, por ejemplo, visualizar
una situación en la que el objeto gira en sentido horario pero
acelera en sentido antihorario, o sea primero frena para acabar
al final girando en el sentido de la aceleración angular.
- La aceleración centrípeta
existe en cualquier movimiento circular (aunque no tenga aceleración
angular) y es consecuencia del cambio de dirección
de la velocidad. Esta aceleración va variando según la velocidad
del objeto en rotación pero su sentido siempre es
hacia el centro.
- La aceleración tangencial sólo
existe en los movimientos con aceleración angular, o
sea en aquéllos en que la velocidad del objeto varía de módulo.
Esta aceleración se mantiene constante a lo largo del tiempo
y su dirección es tangente a la trayectoria
y por tanto paralela a la velocidad. En muchos casos este vector
aceleración es difícil de ver porque normalmente ac >>
at.
- La aceleración (total) sólo
apunta hacia el centro en los MCU. Es interesante observar su descomposición
en las componentes tangencial y centrípeta.
- Fuerza centrípeta, tangencial y
total. Lo mejor es establecer un paralelismo
con las aceleraciones y comprobar que en un MCU sigue habiendo fuerza
centrípeta (responsable de la trayectoria circular).
- Las proyecciones de la posición, velocidad,
aceleración y fuerza encima de un eje nos permiten
estudiar como varían estas magnitudes en un MVA. Es especialmente interesante
comentar sus valores en las posiciones extremas. Por ejemplo:
cuando la posición es máxima, la velocidad es
cero, la aceleración es mínima y la fuerza
también.
- La proyección x o y corresponde
al mismo tipo de movimiento pero con un desfase de 90º
o bien utilizando una función trigonométrica diferente
(seno para la proyección vertical y coseno para la horizontal).
Con las configuraciones predeterminadas
podemos, de modo gradual, analizar movimientos diferentes: como
varía la velocidad, los valores de les aceleraciones, las proyecciones encima
de los ejes, las gráficas en función del tiempo...
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Podemos
resolver problemas numéricos y/o ejercicios cualitativos y comprobar
su solución con el applet de Movimiento circular. A título
de ejemplo:
- Cálculo de la posición angular en un MCU.
- Cálculo de la velocidad angular y de la posición
angular en un MRUA.
- Encontrar cuantas vueltas da un objeto que está
girando y frena hasta detenerse.
- Calcular la aceleración tangencial, centrípeta
y total en un instante de un MCUA.
- Representar cualitativamente los vectores velocidad, aceleración
y fuerza en un objeto en rotación.
- Cálculo de la fuerza centrípeta en
un MCU y también de la fuerza tangencial y total en un MCUA.
- Representación (cualitativa o cuantitativa) de
les gráficas a-t, v-t y x-t (o y-t) en un movimiento circular
uniforme.
- Comentar cualitativamente los valores de la fuerza,
la aceleración y la velocidad en las posiciones mínima,
máxima y nula de un MVA.
- Representación de les gráficas velocidad
y aceleración a partir de la gráfica posición -
tiempo de un MVA.
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La
representación de les gráficas de las proyecciones de la aceleración,
la velocidad y la posición en función del tiempo y sus relaciones
permite la utilización del applet para mejorar la comprensión
del movimiento armónico simple y de los movimientos en general.
Seguramente lo mejor se trabajar primero con sólo
una proyección: negra-horizontal o roja-vertical, para comentar
entre otros...
- Pendiente v-t = aceleración
- Pendiente x-t = velocidad
- Curvatura x-t = aceleración
- A partir de una de las gráficas podemos representar
(cualitativa o cuantitativamente) las otras dos.
- Podemos proponer al alumno elaborar cualitativamente las
gráficas a partir de los parámetros de entrada (posición
y velocidad angulares iniciales) de un MCU.
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