Fuerza centrípeta y centrífuga – Un objeto que realiza un movimiento circular cambia su velocidad cada segundo. Eso significa que una fuerza actúa sobre la partícula que la hace moverse en un movimiento circular que cambia en cada momento. Las fuerzas que actúan sobre el objeto en movimiento circular son la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga. Estas fuerzas permiten que los objetos se muevan con un movimiento circular.
Aprendamos más sobre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga y sus diferencias en este artículo.
Tabla de contenidos
- Fuerza centrípeta vs fuerza centrífuga
- ¿Qué es la fuerza centrípeta?
- Calcular la fuerza centrípeta
- Unidad de fuerza centrípeta
- Ejemplos de fuerza centrípeta en la vida diaria
- ¿Qué es la fuerza centrífuga?
- Calcular la fuerza centrífuga
- Unidad de fuerza centrífuga
- Ejemplos de fuerza centrífuga en la vida diaria
- Ejemplos resueltos sobre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga
Fuerza centrípeta vs fuerza centrífuga
Ambas fuerzas son esenciales para movimiento circular. Mientras que la fuerza centrípeta es una fuerza real por naturaleza y actúa en el marco de referencia inercial, la fuerza centrífuga es una pseudofuerza y actúa en un marco interno,
Por ejemplo – El marco de referencia giratorio. Ambas fuerzas son iguales en magnitud y direcciones opuestas. Intuitivamente, la fuerza centrífuga tiende a mantener el objeto viajando en línea recta y oponerse al giro, en cambio, la fuerza centrípeta hace que el objeto se mueva con un movimiento circular. Echemos un vistazo a las diferencias en forma tabular,
| Fuerza centrípeta | Fuerza centrífuga |
|---|---|
| Se la conoce como una fuerza real que existe y se aplica externamente. Efectivo como fuerza gravitacional, fuerza normal , etc. | Se le conoce como un fuerza ficticia o pseudo-fuerza . |
| Es la fuerza que se ejerce sobre el objeto en un movimiento circular. La fuerza actúa hacia el centro del círculo. | Es la fuerza que se ejerce sobre el objeto en un movimiento circular. La fuerza actúa lejos del centro del círculo. |
| La fuerza centrípeta actúa en marcos inerciales tanto inerciales como no inerciales. | La fuerza centrífuga actúa en un marco no inercial. (Marcos giratorios) |
| Ejemplo: un satélite que orbita alrededor del planeta es un ejemplo en el que se utiliza la fuerza centrípeta. | El hombre sentado dentro del auto se inclina hacia afuera mientras el auto se mueve hacia adentro es un ejemplo de fuerza centrífuga. |
¿Qué es la fuerza centrípeta?
El fuerza que actúa sobre un objeto que se mueve con un movimiento curvilíneo se llama fuerza centrípeta. Permite que el objeto mantenga su movimiento curvilíneo. Podemos definir la fuerza centrípeta como,
La fuerza que actúa sobre un objeto que se encuentra en movimiento curvilíneo y la fuerza se dirige hacia el centro de la curvatura de la trayectoria del objeto se llama fuerza centrípeta.
La palabra centrípeta significa búsqueda del centro o hacia el centro. Por tanto, podemos definir fácilmente la fuerza centrípeta como la fuerza que actúa hacia el centro cuando un objeto realiza un movimiento curvilíneo.
Calcular la fuerza centrípeta
La magnitud de la fuerza centrípeta viene dada por la fórmula,
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F = mv 2 /r
dónde,
metro es la masa del objeto
en es la velocidad del objeto
r es el radio del objeto
Por lo tanto, de la fórmula anterior se desprende claramente que la fuerza centrípeta es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad del objeto un ligero aumento en la velocidad del objeto aumenta drásticamente la fuerza.
Unidad de fuerza centrípeta
Como la fuerza centrípeta es en sí misma una fuerza, se mide en Neutrón Cuál es el Y unidos de Fuerza. Otras unidades para medir la fuerza centrípeta son kgms-2, dina, etc.
En el movimiento circular , la fuerza centrípeta siempre está dirigida hacia el centro y siempre es perpendicular a la tangente que da la dirección en un punto dado.
Ejemplos de fuerza centrípeta en la vida diaria
Fuerza centrípeta es responsable del movimiento circular del objeto. En la siguiente imagen se analizan varios ejemplos que exhiben fuerza centrípeta.
- Cuando atamos una bola al extremo de la cuerda y la giramos, se produce tensión en la cuerda en el ejemplo de la fuerza centrípeta.
- La fuerza de fricción necesaria para girar las ruedas del automóvil la proporciona la fuerza centrípeta.
- En una montaña rusa, la fuerza proporcionada para equilibrar la fuerza normal es la fuerza proporcionada por la fuerza centrípeta.
- Los planetas que giran alrededor del sol también experimentan una fuerza centrípeta debido a la fuerza gravitacional.
¿Qué es la fuerza centrífuga?
Fuerza centrífuga La fuerza también es una fuerza que actúa cuando el objeto se encuentra en un movimiento circular. Esta fuerza tiene la misma magnitud que una fuerza centrípeta pero está en la dirección opuesta a la fuerza centrípeta.
Se trata de una especie de pseudofuerza que actúa en el movimiento curvilíneo y que se opone al centrípeto. aceleración y actúa como su fuerza de reacción. La fuerza centrífuga sólo funciona en el marco de referencia rotacional.
Calcular la fuerza centrífuga
La fuerza centrípeta es por la fórmula,
F = -mv 2 /r
dónde,
metro es la masa del objeto
en es la velocidad del objeto
r es el radio del objeto
Aquí, el signo menos representa que la fuerza centrífuga es de naturaleza opuesta.
Unidad de fuerza centrífuga
Su unidad también es Newton (N), esta fuerza no existe cuando las mediciones se realizan en un sistema de referencia inercial, solo existe cuando la medición se realiza con respecto al sistema de referencia giratorio.
Ejemplos de fuerza centrífuga en la vida diaria
La fuerza centrífuga actúa sólo en el marco de referencia giratorio. Varios ejemplos de objetos bajo la influencia de la fuerza centrífuga son:
Cambios según imagen.
- Peso de un objeto en los polos y en el ecuador.
- Una bicicleta dando una vuelta.
- Vehículo circulando por una curva
- ferrocarril ecuatorial
La centrífuga es un dispositivo para separar una mezcla de fluidos que funciona según el principio de centrifugación .
Leer más,
- Aceleración angular
- Gráfico de aceleración-tiempo
- Movimiento uniformemente acelerado
Ejemplos resueltos sobre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga
Ejemplo 1: Encuentre la aceleración centrípeta de un objeto que realiza un movimiento circular con un radio de 20 m. La velocidad del objeto es 100 m/s.
Solución:
La aceleración centrípeta está dada por,
a =v 2 /r
Dado:
v = 100 m/s
r=20mSustituyendo los valores en la ecuación,
a =v2/r
un = (100)2/(20)
a = 10000/20
a = 500 m/s2
Ejemplo 2: Un objeto (m = 8 kg) realiza un movimiento circular con un radio de 2 m. Si la velocidad del objeto es 10 m/s, encuentre la fuerza centrípeta que actúa sobre el objeto.
Respuesta:
La aceleración centrípeta está dada por,
F = mv2/r
Dado:
metro = 8 kilos
v = 10 m/s
r = 2 metrosSustituyendo los valores en la ecuación,
F = mv2/r
F = (8)(10)2/(2)
= 400 norte
Ejemplo 3: Un objeto (m = 1 kg) realiza un movimiento circular con un radio de 4 m. Si la fuerza centrípeta que actúa sobre el objeto es de 100 N, encuentre la velocidad del objeto.
Solución:
La fuerza que actúa sobre el objeto está dada por,
F = en
100 = (1)(a)
a = 100 m/s2La aceleración del objeto está dada por,
a =v2/r
100 = v2/4
400 = v2
v = 20m/s
Resumen: fuerza centrípeta y centrífuga
Las fuerzas centrípetas y centrífugas son conceptos fundamentales en física, especialmente en lo que respecta al movimiento circular. La fuerza centrípeta actúa sobre un objeto que se mueve siguiendo una trayectoria curva, siempre dirigida hacia el centro del círculo. Su papel es crucial para mantener un movimiento circular uniforme al alterar continuamente la dirección de la velocidad del objeto sin afectar su velocidad. Por otro lado, la fuerza centrífuga es una pseudofuerza que parece empujar hacia afuera desde el centro de rotación, oponiéndose a la fuerza centrípeta. Si bien la fuerza centrípeta es real y observable, la fuerza centrífuga es una fuerza aparente que experimentan los objetos en un sistema de referencia giratorio debido a su inercia. Juntas, estas fuerzas desempeñan un papel importante a la hora de explicar diversos fenómenos, desde las órbitas planetarias hasta la dinámica de las atracciones de los parques de atracciones, enriqueciendo nuestra comprensión del movimiento circular en el mundo físico.
Preguntas frecuentes sobre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga
¿Qué es la fuerza centrípeta?
La fuerza que actúa sobre el objeto que realiza un movimiento curvilíneo ayuda al objeto a mantener su posición mientras realiza el movimiento curvilíneo se llama fuerza centrípeta. Esta fuerza se dirige hacia el centro de curvatura.
¿Cuáles son ejemplos de fuerza centrípeta?
El movimiento de la Tierra alrededor del Sol se considera movimiento curvilíneo y la fuerza que hace que la Tierra se mueva en este movimiento se llama fuerza centrípeta.
vlc descargar videos de youtubeDe manera similar, el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra es causado por la fuerza centrípeta.
¿Cómo funciona una centrífuga?
La centrífuga es un dispositivo que se utiliza para separar dos sustancias mediante la fuerza centrífuga. Por ejemplo, podemos separar el plasma y las células sanguíneas de la sangre mediante una centrífuga.
¿Qué fuerza actúa en la lavadora?
En una lavadora giratoria, Tanto la fuerza centrífuga como la fuerza centrípeta funcionan simultáneamente.
¿Cuál es la diferencia entre fuerza centrífuga y fuerza centrípeta?
La diferencia básica entre la fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta es que La fuerza centrípeta siempre actúa hacia el centro de curvatura. mientras La fuerza centrífuga actúa lejos del centro de la curvatura. Además, la fuerza centrípeta se observa en el marco de referencia inercial, mientras que la fuerza centrífuga se observa en el marco de referencia no inercial o giratorio.