​Preguntas PSU Ciencias: Movimiento circunferencial uniforme

El movimiento circunferencial uniforme, describe el movimiento de un cuerpo que se encuentra con rapidez constante en una trayectoria circular. A continuación veremos cómo resolver un problema de este tipo de movimiento en la PSU de Ciencias.

El esquema muestra, en un cierto instante, la velocidad v y la fuerza neta F a la que está siendo sometida una partícula que tiene un movimiento circular uniforme.

Al respecto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es INCORRECTA?

A) F es perpendicular a v, en todo instante

B) La partícula se mueve en el sentido horario

C) La aceleración neta apunta en la misma dirección y sentido que F

D) F es igual al producto de la masa por la aceleración angular de la partícula

E) Si la fuerza deja de actuar, la partícula seguirá una trayectoria rectilínea tangencial a la trayectoria circular indicada

Es importante notar que en esta pregunta debemos encontrar la afirmación incorrecta.

En la figura tenemos una partícula en movimiento circular uniforme a la cual se han representado su velocidad v y fuerza F. Recordemos que en este tipo de movimiento, la velocidad tiene magnitud constante, pero su orientación cambia continuamente, manteniéndose tangencial a la trayectoria. La aceleración es de tipo centrípeta y se orienta hacia el centro de la circunferencia descrita por la partícula.

Acorde a la segunda Ley de Newton, la fuerza neta sobre un cuerpo tiene la misma orientación que la aceleración y su magnitud corresponde al producto de la aceleración por la masa.

Entonces, en este ejercicio, tenemos que la fuerza es el producto de la masa de la partícula por la aceleración centrípeta de ésta. Por lo tanto la opción D) es incorrecta y es la clave de este ejercicio.

Otra forma de llegar a esta respuesta es considerando que, como se trata de un movimiento circular uniforme, la rapidez angular se mantiene constante, por lo que la aceleración angular es cero, con lo que resultaría una fuerza neta nula que es incongruente con este movimiento.

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Imagen CC Wikimedia