la moda

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5.29 ¿Qué sucede si la fuerza radial hacia
adentro repentinamente deja de actuar sobre
un cuerpo en movimiento circular?
5.4 Dinámica del movimiento circular 159
El movimiento circular uniforme puede ser resultado de cualquier combinación de
fuerzas que produzca una fuerza neta de magnitud constantey siempre dirigida
hacia el centro del círculo. Observe que el cuerpo necesita moverse alrededor de un
círculo completo: la ecuación (5.17) es válida para cualquier trayectoria que se considere
parte de un arco circular.
CUIDADO Evite usar “fuerza centrífuga” La figura 5.30 muestra tanto un diagrama de
cuerpo libre correcto para el movimiento circular uniforme (figura 5.30a) como un diagramacomún incorrecto (figura 5.30b). La figura 5.30b es incorrecta porque incluye una fuerza adicional
hacia afuera de magnitud m(v2>R) para “mantener el cuerpo en equilibrio”. Hay tres razones
para no incluir tal fuerza hacia fuera, que solemos llamar fuerza centrífuga (“centrífuga” significa
“que se aleja del centro”). En primer lugar, el cuerpo no está en equilibrio; está en movimientoconstante con trayectoria circular. Puesto que su velocidad está cambiando constantemente
de dirección, el cuerpo está acelerado. En segundo lugar, si hubiera una fuerza adicional
hacia afuera para equilibrar la fuerza hacia adentro, no habría fuerza neta y el cuerpo se movería
en línea recta, no en un círculo (figura 5.29). Y, en tercer lugar, la cantidad m(v2>R) no es una
fuerza; corresponde allado de , y no aparece en (figura 5.30a). Es cierto que
un pasajero en un automóvil que sigue una curva en un camino horizontal tiende a deslizarse
hacia fuera de la curva, como si respondiera a una “fuerza centrífuga” pero, como vimos en la
sección 4.2, lo que realmente sucede es que el pasajero tiende a seguir moviéndose en línea
recta, y el costado del auto “choca” contra el pasajero cuando elauto da vuelta (figura 4.11c).
En un marco de referencia inercial no existe ninguna “fuerza centrífuga”. No volveremos a
mencionar este término, y le recomendamos no usarlo nunca. ❚
gF S gF S
5 maS
maS
gF S
a) Diagrama de cuerpo libre correcto
b) Diagrama de cuerpo libre incorrecto
Si incluye la aceleración, dibújela a un lado
del cuerpo para indicar que no es una fuerza.
La cantidadmv2/R no es una fuerza;
no debe incluirse en un diagrama de
cuerpo libre.
F arad
F
mv2
R
INCORRECTO
¡CORRECTO!
5.30 Diagramas de cuerpo libre
a) correcto y b) incorrecto para un cuerpo
en movimiento circular uniforme.
Ejemplo 5.20 Fuerza en movimiento circular uniforme
Un trineo con masa de 25.0 kg descansa en una plataforma horizontal
de hielo prácticamente sin fricción. Está unido...