Dinamica Del Movimiento Circular Uniforme

LA DINÁMICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
El movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.
Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de unaaceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección. (http://es.wikipedia.org)
Las fuerzas responsables del movimiento circular uniforme se llaman fuerzas centrípetas porque están dirigidas “hacia el centro” del movimiento circular. Sin embargo el hecho el hecho de catalogar a una fuerza como “centrípeta” significa simplemente que siempre apunta radialmentehacia adentro; el nombre no nos dice nada sobre la naturaleza de la fuerza o sobre el cuerpo que la ejerce. La fuerza centrípeta es una manera de describir el comportamiento en el tiempo de las fuerzas que son atribuibles a cuerpos específicos en el mismo ambiente. Así una fuerza puede ser centrípeta y elástica, centrípeta y gravitatoria, o centrípeta y electrostática, entre otras posibilidades.(Resnick R. Física Vol. 1)
El rotor
En muchos parques de diversión podemos encontrar un aparato llamado rotor. Es un espacio cilíndrico hueco que gira con respecto al eje vertical central del cilindro. La persona que utiliza el juego, entra en el aparato, cierra la puerta, y se pone de pie contra la pared. El aparato aumenta gradualmente su velocidad rotatoria desde el reposo hasta que, a unavelocidad predeterminada, el piso se abre hacia abajo, quedando al descubierto un hondo agujero. La persona no cae sino que permanece “adherida” contra la pared del rotor. ¿Qué velocidad rotatoria mínima es necesaria para impedir la caída?
En la figura se muestran las fuerzas que actúan sobre la persona. El peso de la persona es mg, la fuerza de fricción estática entre la persona y la pared delaparto es fs y N es la fuerza es la fuerza normal ejercida por la pared sobre la persona (la cual como veremos, proporciona la fuerza centrípeta necesaria). Descomponemos las fuerzas en su componente radial y vertical. Definimos al eje z como positivo hacia arriba y, para que la persona no caiga, no debe haber aceleración en la dirección z. La componente z de la segunda ley de newton da
Fz=fs-mg=maz=0
Sea R el radio del rotor y v la velocidad tangencial de la persona. El pasajero experimenta una aceleración radial -v2/R, y la componente radial de la segunda ley de Newton puede ser escrita entonces así:
Fy=-N=may=-mv2R
Notase que N proporciona la fuerza centrípeta en este caso. Si μs es el coeficiente de la fricción estática entre la persona y la pared necesaria para impedir eldeslizamiento, entonces fs=μsN y hallamos que
fs=mg= μsN= μsmv2R
O sea
v=gRμs
Esta ecuación relaciona al coeficiente de fricción necesario para impedir el deslizamiento con la velocidad tangencial de un objeto sobre la pared. Notase que el resultado no depende del peso de la persona.
El coeficiente de fricción entre el material textil de la ropa que viste el pasajero y la pared típica de un rotor(lona) es de alrededor de 0.40. Para un rotor típico el radio es de 2.0 m, de modo que v debe ser alrededor de 7.0 m/s o más. La circunferencia de la trayectoria circular de 2πR=12.6 m, y a 7.0 m/s le toma un tiempo de t=12.6 m/(7.0 m/s)=1.80 s completar cada revolución. El aparato debe, por lo tanto girar a razón de cuando menos 1/1.80 s =0.56 revoluciones/s o alrededor de 33 rpm. (Resnick R.Física Vol. 1)

CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS; FUERZAS INERCIALES
* La Fuerza de Gravitación, que se origina con la presencia de la materia (o, más en línea con la teoría general de la relatividad, la materia y la energía.
* La Fuerza Electromagnética, que incluye las interacciones eléctricas y magnéticas básicas, y es responsable del enlace de los atamos y de la estructura de los...