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Fuerza Centrípeta

La fuerza centrípeta es aquella que trabaja sobre un objeto que tiene una trayectoria circunferencial. Usando la segunda ley del movimiento de Newton, se encuentra que la fuerza centrípeta de un objeto que se mueve en una trayectoria circular siempre actúa hacia el centro del círculo. La fuerza centrípeta y centrífuga son fuerzas opuestas, ya que la segunda aunque tiene la misma magnitud y dimensiones que la fuerza centrípeta, apunta en la dirección opuesta, es decir que busca una salida del círculo.

Fuerza Centrípeta

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

Fuerza Centrípeta - 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):

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La fórmula de fuerza centrípeta se puede obtener al despejar la ecuación:

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Si se desea obtener la masa:

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Si se desea calcular la velocidad:

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Ejercicios resueltos

Algunos ejemplos de ejercicios de fuerza centrípeta son:

  1. 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.

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  2. 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?

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  3. 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.

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Ejemplos de fuerza centrípeta

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.

Preguntas Frecuentes sobre Fuerza Centrípeta

¿Qué es la fuerza centrípeta?

Es la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento curvilíneo dirigido hacia el eje de rotación. Leer más

¿Cómo funciona la fuerza centrípeta?

Debido a que esta fuerza actúa sobre un objeto que realiza un movimiento circular a una velocidad constante, dicha fuerza actúa siempre hacia adentro cuando la velocidad del objeto en estudio tiene dirección tangente al círculo. Leer más

¿Cómo calcular la fuerza centrípeta?

Se calcula por medio de la siguiente fórmula.
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Donde:

  • F: fuerza centrípeta.
  • M: masa
  • v: velocidad
  • r: radio

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¿Para qué sirve la fuerza centrípeta?

Sirve para que un objeto se mantenga en movimiento mientras se desplaza por una trayectoria circular, sin ella dicho objeto no podría alterar su dirección. Leer más

¿Cuál es la diferencia entre la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga?

Mientras que la fuerza centrípeta es una fuerza real por naturaleza y actúa en el marco de referencia inercial, la fuerza centrífuga es una pseudo fuerza y actúa en un marco interno, por ejemplo, el marco de referencia giratorio. Leer más

Bibliografía

Osteicoechea, Alí. ( Última edición:14 de octubre del 2022). Definición de Fuerza Centrípeta. Recuperado de: https://conceptodefinicion.de/fuerza-centripeta/. Consultado el 2 de noviembre del 2022