FUERZA CENTRÍPETA
FUERZA CENTRÍPETA (Fcp)
Es una fuerza resultante de todas las fuerzas radiales que actúan sobre un cuerpo con movimiento circular.
- Su sentido es tal que se dirige al centro de la trayectoria
- No se grafica en el diagrama de cuerpo libre.
- Obedece a la segunda ley de Newton.
- Fcp = m acp
Donde: m = masa, y se expresa en kilogramos (kg)
acp = aceleración centrípeta (m/s2)
Parar calcular la aceleración centrípeta podemos utilizar: acp = v2/R = w2 R
Donde: v = velocidad tangencial (m/s); w = velocidad angular (rad/s)
Ejemplo: Una pequeña esfera de 200 g de masa gira en una trayectoria circular de 0,8 m de radio con una velocidad angular de 5 rad/s. Calcular la magnitud de la fuerza centrípeta que actúa sobre la esfera.
Datos:
m = 200 g = 0,2 kg
R = 0,8 m
w = 5 rad/s
La ecuación a utilizar es: Fcp = m acp = m w2 R
Reemplazando los datos: Fcp = (0,2)(5)2 (0,8) ----> Fcp = 4 N
Ejemplo: Una masa de 100 g atada a una cuerda de 50 cm de longitud gira en un plano vertical. Si cuando pasa por el punto más bajo su velocidad es de 3 m/s, ¿qué valor tiene la tensión de la cuerda en ese instante? Considere: g = 10 m/s2.
Datos:
m = 100 g = 0,1 kg; R = 50 cm = 0,5 m; v = 3 m/s
Dibujemos el diagrama de cuerpo libre de la masa:
La fuerza centrípeta es la resultante de las dos fuerzas radiales (fuerzas que se encuentran en la dirección del radio), entonces: Fcp = T - mg
Aplicando la segunda ley de Newton: Fcp = m a cpLuego: T - mg = m v2/R
Reemplazando datos: T - (0,1)((10) = (0,1)(32)/0.5
T - 1 = 1,8
T = 2,8 N
a continuacion tenemos un video:
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