Movimiento circular como un caso frecuente de movimiento curvilíneo

El círculo en sí es la fuente de enigmas, así como sus soluciones extraordinarias. Esta figura se utiliza como el símbolo más utilizado de la eternidad. A menudo el círculo se opone a un cuadrado. La imagen de la rueda y el movimiento a lo largo del círculo están inextricablemente ligados al círculo. En este proceso, las grandes mentes de la humanidad no sólo vieron la aplicación de las leyes de la mecánica, sino un sentido filosófico de un constante retorno a sí mismos.

En tiempos pre-cristianos, el signo de la rueda solar estaba asociado con el círculo. Algunos pensadores vieron en el círculo la encarnación de una línea infinita, y el movimiento de un punto a lo largo de un círculo era un proceso eterno. La astrología en el círculo vio el signo que forma la línea del zodiaco. Uroboros es una serpiente, que se muerde por la cola, ¿es otro símbolo que indica movimiento a lo largo de la circunferencia? Los matemáticos y los artistas encontraron un significado oculto en esta figura geométrica, y los físicos, estudiando el movimiento a lo largo de la circunferencia, crearon una plataforma teórica poderosa para explicarla por las leyes estándar de la mecánica. Prácticamente, el movimiento curvilíneo es el fenómeno más común. El movimiento del cuerpo a lo largo de la circunferencia es un caso particular e ideal de este proceso diverso.

Considerando la trayectoria curvilínea del movimiento, podemos representarla como una colección de arcos de círculos de radios diferentes. Por consiguiente, al igual que el movimiento a lo largo de la circunferencia, el movimiento curvilíneo también tiene una aceleración. El movimiento siempre se produce bajo la influencia de la fuerza, con un cambio constante en la dirección del vector de velocidad. La principal condición para el movimiento curvilíneo es que el vector de velocidad del cuerpo y la fuerza que actúa sobre él tienden a dirigirse a lo largo de líneas rectas que se cruzan. A diferencia del movimiento rectilíneo, los vectores de fuerza y velocidad tienen una dirección.

Si consideramos incluso el movimiento uniforme del cuerpo a lo largo de la circunferencia, podemos distinguir sus propiedades y características básicas. En primer lugar, este es un ejemplo de un movimiento curvilíneo con una velocidad modulo constante. En segundo lugar, no olvidemos que estamos tratando con la aceleración, que provoca un cambio constante de dirección. Este tipo de aceleración se llamaba "centrípeta". De acuerdo con la definición clásica, con esta aceleración el cuerpo se mueve a lo largo del círculo con una velocidad que es constante en módulo, y esta aceleración se dirige a lo largo del radio del círculo hacia el centro.

En cuanto al vector velocidad, aquí se trata de una cantidad dirigida a lo largo de la tangente a la trayectoria. En el caso del movimiento circular entre el vector de velocidad y el vector de aceleración, el ángulo es noventa grados. Medir la velocidad de un cuerpo que se mueve en un círculo, utilice el valor estándar, que es la relación de la distancia recorrida al tiempo. Con este enfoque, la distancia recorrida no es más que la longitud del arco. También se puede usar un desplazamiento angular. En este caso, se puede tomar una medida de grado del ángulo al cual el cuerpo se moverá durante un cierto período de tiempo, pero puede expresarse en radianes, o con respecto a la longitud del arco al radio.

Considerando la constancia de la velocidad angular en el movimiento circular del cuerpo, vale la pena tener en cuenta varias cantidades más que caracterizan este proceso. Esta frecuencia y período, siendo cantidades cercanas, la frecuencia es siempre inversamente proporcional al período. En este caso, el período es el tiempo durante el cual el cuerpo realiza una revolución completa, y la frecuencia – el número de revoluciones por unidad de intervalo de tiempo.

El estudio del movimiento del cuerpo en un círculo es de gran importancia práctica. El diseño de diferentes máquinas y mecanismos es imposible sin realizar cálculos precisos. Y es sólo gracias a las leyes de la mecánica que es posible realizar un cálculo bastante preciso de los diferentes ejes, ruedas, volantes y otros elementos con los que abundan las unidades y mecanismos modernos.