Problema nº 6 de movimiento circular en el plano, aceleración angular - TP19

Enunciado del ejercicio nº 6

Calcular la aceleración angular de una rueda de 0,25 m de radio, al lograr a los 20 s, una velocidad de 40 km/h.

Desarrollo

Datos:

t = 20 s

r = 0,25 m

v₁ = 0 m/s

v₂ = 40 km/h

Fórmulas:

Ecuación de la velocidad tangencial (1)

Ecuación de la velocidad angular (2)

ω₂ = ω₁ ± α·t (3)

Solución

Aplicamos la ecuación (1) para hallar el período T:

Ecuación de la velocidad tangencial

Fórmula del período

Reemplazamos T en la ecuación de la velocidad angular (2):

Ecuación de la velocidad angular

Cálculo de la velocidad angular

Fórmula de la velocidad angular en función de la velocidad tangencial (4)

Aplicamos la ecuación horaria de velocidad angular (3):

ω₂ = ω₁ ± α·t

ω₁ = 0

ω₂ = ±α·t

La velocidad angular aumenta, por tanto:

ω₂ = α·t (5)

Luego, de (4):

Cálculo de la velocidad angular

Igualamos con (5):

Cálculo de la aceleración angular

Despejamos la aceleración angular α:

Cálculo de la aceleración angular

Convertimos las unidades de velocidad:

Conversión de unidades de velocidad

v₂ = 11,11 m/s

Reemplazamos por los datos y calculamos:

Cálculo de la aceleración angular

α = 2,222222222 /s

Resultado, la aceleración angular es:

α = 2,22/s

Ejemplo, cómo calcular la aceleración angular en el movimiento circular uniforme. Nivel medio, secundaria, bachillerato, ESO.

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