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Recetas para no equivocarseCiencias

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Moviéndonos en círculos

Eje temático: Mecánica

Contenido: Movimiento Circular

Habilidad: Comprensión

Nivel: 3º medio

INTRODUCCIÓN

Este ítem es conceptual y está orientado a estimar el nivel de desempeño por parte del postulante acerca del dominio de los conceptos básicos relacionados con el movimiento circunferencia uniforme. La habilidad principal propuesta en este caso es la comprensión.

Pese a que se estima de nivel mediano, ha resultado de difícil resolución por parte de los postulantes. Se requiere para su apropiado desarrollo, comprender la naturaleza vectorial de la velocidad y la aceleración, así como sus relaciones con el movimiento circunferencial.
Del mismo modo, se requiere la apropiación de la noción de aceleración como una medida del cambio de velocidad (como vector), no sólo como un cambio en su módulo.

EJEMPLO

La rapidez angular de un plato de los antiguos tocadiscos se expresaba normalmente en rpm. Suponga que uno de estos aparatos gira con 45 rpm. De acuerdo con esto podemos afirmar respecto del plato:

I. El período es el mismo en cualquier punto de la superficie.

II. La rapidez tangencial en cualquier punto de la superficie es siempre la misma.

III. La aceleración tangencial es nula.

A) Sólo I

B) Sólo III

C) I y III

D) II y III

E) I, II y III

ERRORES FRECUENTES

i. Ignorar el hecho que efectivamente el período de rotación es el mismo para todos los puntos del cuerpo en rotación, de modo que esto le induzca a escoger las opciones B y D, que no consideran correcta la afirmación I, pese a ser verdadera.

ii. Confundir la rapidez tangencial con la rapidez angular (que es constante) o bien no considerar que la rapidez tangencial o lineal de un punto en un cuerpo en rotación, depende de la distancia de dicho punto al eje de rotación. De tal forma que erróneamente considere la afirmación II como correcta, que está presente en la opción D y E.

iii. Confundir la aceleración tangencial o lineal (que en este caso es nula); con la aclaración centrípeta, que tiene módulo constante y apunta radialmente hacia el centro en cada punto del cuerpo en rotación; de tal forma que considere a la afirmación III como falsa, en circunstancias que es verdadera. De tal forma que esto podría inducirle a marcar la opción I.

En efecto, de las tres afirmaciones I y II son correctas de modo que la opción correcta es la C.

EXPLICACIÓN

La resolución de este ítem requiere fundamentalmente el comprender que en el movimiento circunferencial la aceleración es centrípeta y la velocidad es tangente a la trayectoria en todo punto del movimiento.

El desarrollo de esta pregunta además, supone que el postulante es capaz de leer comprensivamente, organizar la información, relacionar el período con el tiempo empleado en realizar una vuelta completa y describir gráficamente el problema. Del mismo modo, debe relacionar apropiadamente la rapidez lineal con la distancia al centro de giro.

Respecto de este último punto, se propone como sugerencia para el trabajo, construir un diagrama que muestre la dirección y sentido de la velocidad en diferentes puntos de la trayectoria, al igual que con la aceleración centrípeta. Respecto del diagrama o ilustración, responder a las siguientes interrogantes: ¿Cambia la rapidez del movimiento? ¿Cambia la velocidad? Dibújala en diferentes puntos de la trayectoria, agregando además la dirección y sentido de la aceleración centrípeta. ¿Hay aceleración lineal?.

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