Qué es la fuerza centrípeta
La fuerza centrípeta es la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento curvilíneo dirigido hacia el eje de rotación o centro de curvatura. La unidad de fuerza centrípeta es el Newton.
El concepto está compuesto de dos palabras: Fuerza: del latín “fortia” que significa fuerte y Centrípeta: del latín “centripetus” que significa dirigirse hacia.
Características de la fuerza centrípeta
- Actúa sobre un objeto que realiza un movimiento circular a una velocidad constante.
- Esta fuerza actúa siempre hacia adentro cuando la velocidad del objeto en estudio tiene dirección tangente al círculo.
- Se dirige siempre de forma perpendicular a la dirección en la cual el objeto se desplaza.
Cómo calcular la fuerza centrípeta
La fórmula de la fuerza centrípeta de un objeto se calcula de la siguiente forma:
Fórmula
Para un objeto con una trayectoria circular a velocidad constante, el radio del círculo (r) es igual a la masa del cuerpo (m) por la velocidad al cuadrado (v) entre la fuerza centrípeta (F):
La fórmula de fuerza centrípeta se puede obtener al despejar la ecuación:
Si se desea obtener la masa:
Si se desea calcular la velocidad:
Ejercicios resueltos
Algunos ejemplos de ejercicios de fuerza centrípeta son:
- Un vehículo de 1500 Kg de masa se desplaza sobre una curva de 20 m de radio, a una velocidad constante de 80 km/h.
- La fuerza centrípeta de un vehículo al desplazarse sobre una curva de 30 m de radio, con una velocidad de 82 km/h es de 30.000 N. ¿Cuál es la masa del vehículo?
- Un objeto de 6 kg tiene un movimiento circular uniforme de 2 m de radio y da vueltas a una velocidad de 0,84 m/s. Calcular la fuerza centrípeta.
Ejemplos de fuerza centrípeta
El hecho de que se dirija perpendicularmente a la velocidad tangencial significa que la fuerza puede alterar la dirección del vector de velocidad del objeto sin modificar su magnitud.
Algunas aplicaciones de la fuerza centrípeta en la vida diaria son:
- Al hacer girar una pelota en una cuerda o girar un lazo, la fuerza de tensión en la cuerda tira del objeto hacia el centro.
- La fuerza centrípeta es proporcionada por la fuerza de fricción entre el suelo y las ruedas al girar un automóvil.
- El último ejemplo de aplicaciones de la fuerza centrípeta se explica al pasar por un bucle en una montaña rusa, la fuerza es proporcionada cuando el asiento o la pared lo empujan hacia el centro.
