TP Fuerza centripeta desarrollo

 
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Universidad Católica Argentina 
            Santa María de los Buenos Aires 
       Facultad de Ciencias Fisicomatemáticas e Ingeniería 
    Física 1

Trabajo Práctico N 5: Fuerza centrípeta. 
 
Juan Ignacio Quantin, Gonzalo Iriarte, Ian Denham, Constanza Yamila Silva 
Scalera 
 
Física 1 ­ Comisión VT ­ 2015 
Resumen 
En el  presente  informe realizado por los  alumnos del laboratorio de  Fisica  1  de la 
UCA se pretende determinar  la fuerza  radial o centrípeta ejercida sobre un cuerpo 
con  velocidad  angular  constante.  Además  verificar  la  relación  lineal  que 
corresponde al cociente entre las masas, y entre los radios. 
Esto  se pudo  realizar  gracias a  un  dispositivo  que hacía que  un  cuerpo realice un movimiento circular uniforme y de esta manera poder registrar su período. 
Introducción 
El  ​
movimiento  circular  uniforme  es  aquel  movimiento  que  posee  una  trayectoria 
completamente  circular,  como  su  nombre  lo  dice  y  tiene  rapidez  constante.  No 
obstante,  todo  movimiento  circular  es  un  movimiento  acelerado,  cambie  o  no  su 
rapidez,  ya  que   cambia  la  dirección  de  la  velocidad  en  cada  instante  de  la trayectoria.  No hay  componente  de  aceleración paralela (tangente) a la trayectoria 
ya  que  si  la  hubiera,  la  rapidez  cambiaría.  El  vector  de  aceleración  es 
perpendicular  (normal)  a la trayectoria y, por lo tanto, se  dirige hacia adentro . Esta 
aceleración es conocida como aceleración centrípeta ( ac ): 
2

ac =   vR

 

          (1 Donde “v” es la rapidez en cualquier punto y “R” el radio de la trayectoria. 
Dicha  aceleración  es  producida  por  la  fuerza  centrípeta,  aquella  que  empuja  el 
objeto  hacia  el  centro  del  círculo  y  evita  que  este  se  vaya  tangencialmente.  Su 
fórmula es  ( F c ): 

  F cp = m. vR = m.ω2.R
2

 

          (2 

Donde  ‘m’ representa  la masa del  objeto que  se traslada, ‘v’ la rapidez del mismo,  
‘R’ el radio de la trayectoria, y ‘ ω’ la velocidad angular, cuya fórmula es : 

ω=
1.­

2.π
T

          (3 

 
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    Física 1

Donde  “T”  representa  el  período  (es  decir,  el  tiempo  que  se  tarda  en 
completar una vuelta) y “ π ” el número irracional pi . De esta forma podemos expresar la fuerza centrípeta de la siguiente manera: 

F cp =

4π2mR
T2

          (4 

En este informe la ecuación que usamos para calcular el periodo T fue : 

T=

t
n

        ​
(5 

Siendo  “n”  la  cantidad  de  vueltas  y  “t”  el  tiempo  de  esas  n  vueltas.  Cuyo  error 
relativo ( eT )se obtiene mediante la ecuación:  

eT2 = e2t + en2

          (6 

Siendo  “ et ”  el  error  relativo del  tiempo  y  “ en ”  el  error  relativo  de  la  cantidad  de 
vueltas. 
Además el error absoluto del periodo T lo calculamos de la siguiente forma:  

ΔT = T

√

Δt2
t2

2

+ Δn
n2  

          (7 

Siendo  “ Δt  ”  el  error  de   reacción  de  la  persona  y  “ Δn  ”  el  error  en la  cantidad de 
vueltas, es decir, el error que contempla que cuente mal la cantidad de vueltas. 
De manera análoga a las  ecuaciones  6 y 7 podemos obtener el error relativo de la 
fuerza centrípeta de la siguiente manera: 

eF2 = en2 + eR2 + 4eT2

        ​
(8 

Donde  “ eF ”es el  error  relativo  de  la fuerza  centrípeta, “ en ” es el error relativo de la 
cantidad de vueltas, “ eR ”el error relativo del radio y “ eT ”error relativo del periodo. 
Y el error absoluto: 

ΔF = F

√

Δn2
n2

+

ΔR2R2

2

+ 4 ΔT
 
T2

        ​
(9 

Donde  “ Δn  ”  el  error  en la  cantidad de vueltas, “n”  la cantidad  de  vueltas,  “ ΔR  ” el 
error  absoluto  del  radio,  “R”  el  radio  de  la  trayectoria,  “ ΔT  ”  el  error  absoluto del 
periodo y “T” el periodo. 
2.­

 
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