Fuerza centripeta.

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Informe de fuerza centrípeta.
1. Resumen.
Aceleración centrípeta.- un cuerpo en movimiento cuya velocidad cambia de dirección centrípeta tiene una aceleración dirigida al centro de curvatura, denominada aceleración centrípeta, la magnitud de esta aceleración es:
a=V2R
Si la trayectoria es circular, R corresponde al radio de la circunferencia.
a=4π2Rmf2
Esta es la fuerza centrípeta, laaceleración de esta fuerza es la misma que la correspondiente a la aceleración centrípeta, es decir, dirigida el centro de la circuferencia.
v
a

F

Manteniendo los dos parámetros variables: uno de ellos manipulando por el experimentador y el otro, se someterá a mediciones para analizar su varianción a los cambios que fruta el primero.
Se mantendrá el radio y la masa constante y lasvariables serán: La frecuencia f2 que podrá el experimentador manipula con un rotor de la fuerza variable y la fuerza centrípeta F, que será medida usando la ley de hooke.
2. Objetivos.
Identificar las mediciones directas e indirectas que se efectuarán.
Aplicar las ecuaciones de la dinámica rotacional para un cuerpo que desarrolla Movimiento Circular Uniforme MCU.
Medirlas constantes elásticas delresorte.
3. Marco Teórico.
Es probable que Newton llegara al concepto correcto del movimiento en trayectoria curva al comenzar la década de 1680. La sabiduría común de aquella época y de ahora (aunque errónea) es que los objetos que giran son arrojados radialmente hacia fuera por una fuerza centrífuga. Aun así, G. B. Benedetti (1585), al examinar el movimiento de una roca en una honda, hizonotar, en forma correcta, que un objeto que gira en círculo y al que de repente se libera, sale despedido por una recta tangente a la curva en el punto de liberación.
Al hacer girar en círculo una pelota fija a un cordón, su vector velocidad (recuerde que como el vector tiene magnitud y dirección) cambia continuamente en cada vuelta, aun cuando la rapidez sea constante; esto es porque ladirección de la velocidad es cambiante. Esto quiere decir que debe haber una aceleración si la rapidez cambia y de acuerdo con la segunda ley de Newton, una fuerza debe causar esa aceleración. La mano tira del cordón hacia dentro, hacia el centro del movimiento, y el cordón tira continuamente de la pelota sacándola de su trayectoria inercial en línea recta. Una fuerza que se dirige al centro, o centrípetadebe ejercerse sobre cualquier objeto para que se mueva en trayectoria curva. Esa fuerza centrípeta se podría deber al tirón de una cuerda, a la gravedad, al magnetismo o a la fricción. Pero cualquiera que sea su causa debe haber una fuerza externa que actúe hacia el centro del movimiento circular. Si se elimina esa fuerza centrípeta, en ese instante el movimiento se vuelve rectilíneo e inercial,y esto quiere decir que es tangencial y no radialmente hacia fuera (Ver Figura 1).

Cuando se hace girar en círculo una pelota, ésta es acelerada “hacia adentro”. La aceleración se debe a una fuerza centrípeta (que tiende hacia el centro): la tensión de la cuerda. La fuerza necesaria es igual amv2/r, donde m es la masa de la pelota, v es su velocidad y r, el radio de la circunferencia descrita.La mano que tira de la cuerda experimenta una fuerza de reacción centrífuga (dirigida hacia fuera) en un sistema no inercial.
Aplicando la segunda ley de Newton, esta fuerza tiene que ser el producto de una masa por una aceleración, y específicamente esta aceleración es la centrípeta, que da por lo tanto la expresión matemática para la fuerza centrípeta.
F=mv2r
Donde m es la masa del cuerpo quegira, V su rapidez y r es el radio del círculo que se describe en el movimiento. Nosotros emplearemos una expresión con parámetros fácilmente cuantizables en el laboratorio.
Fc=mw2.r=4mπ2f2r=4mπ21T2
Con ω igual a la velocidad angular del cuerpo, f es la frecuencia del movimiento y T es el período del movimiento. Debe recordarse que ω = 2π/T2 o bien, ω = 2πf2.
Al resolver problemas de...
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