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FÍSICA PARA TODOS

Carlos
Jimenez

FUERZA CENTRÍPETA (Fcp)
Es una fuerza resultante de todas las fuerzas radiales
que actúan sobre un cuerpo con movimiento circular.
Su sentido es tal que se dirige al centro de la
trayectoria.
No se grafica en el diagrama de cuerpo libre.
Obedece a la segunda ley de Newton.

Dibujemos el diagrama de cuerpo libre de la masa:

T

Fcp = m acpDonde: m = masa, y se expresa en kilogramos (kg)
2
acp = aceleración centrípeta (m/s )
Para calcular la aceleración centrípeta podemos
utilizar las ecuaciones:

acp = v2/R = w2 R
Donde: v = velocidad tangencial (m/s)
w = velocidad angular (rad/s)
Ejemplo: Una pequeña esfera de 200 g de masa gira
en una trayectoria circular de 0,8 m de radio con una
velocidad angular de 5 rad/s. Calcular lamagnitud de
la fuerza centrípeta que actúa sobre la esfera.
Datos:
m = 200 g = 0,2 kg
R = 0,8 m
w = 5 rad/s
2
La ecuación a utilizar es: Fcp = m acp = m w R
Reemplazando los datos:
2
Fcp = (0,2)(5) (0,8) ----> Fcp = 4 N

mg
La fuerza centrípeta es la resultante de las dos fuerzas
radiales (fuerzas que se encuentran en la dirección del
radio), entonces: Fcp = T - mg
Aplicando lasegunda ley de Newton: Fcp = m acp
2
Luego: T - mg = m v /R
Reemplazando datos: T - (0,1)((10) = (0,1)(32)/0.5
T - 1 = 1,8
T = 2,8 N
Ejemplo: Una pequeña canica de 100 g de masa atada
a un hilo de 80 cm de longitud gira sobre una mesa lisa
horizontal con una velocidad de 10 rad/s. Calcular la
magnitud de la tensión en el hilo.
Datos:
m = 100 g = 0,1 hg
R = 80 cm = 0,8 m
w = 10 rad/sEjemplo: Una masa de 100 g atada a una cuerda de 50
cm de longitud gira en un plano vertical. Si cuando
pasa por el punto más bajo su velocidad es de 3 m/s,
¿qué valor tiene la tensión de la cuerda en ese
2
instante? Considere: g = 10 m/s .

Reacción
T

Peso=mg

3 m/s
Datos:
m = 100 g = 0,1 kg
R = 50 cm = 0,5 m
v = 3 m/s

Según el diagrama de cuerpo libre de la canica, la
únicafuerza radial es la fuerza “Tensión”; entonces la
fuerza centrípeta es: Fcp = T
Aplicamos la segunda ley de Newton: Fcp = m acp
2
Luego: T = m w R
2
Reemplazando datos: T = (0,1)(10 )((0,8)
Finalmente: T = 8 N

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FÍSICA PARA TODOS

PROBLEMAS PROPUESTOS
01. Un cuerpo de 5 kg gira con rapidez constante de 6
m/s en una trayectoria circular de radio 2 m.¿Qué
fuerza centrípeta experimenta el cuerpo?
A) 90 N
B) 100 N C) 80 N
D) 70 N
E) 60 N
02. Un cuerpo de 100 N de peso, gira en un M.C.U., si
el radio de giro es de 10 cm y la fuerza radial neta
que lo hace girar es de 16 N entonces la velocidad
2
angular en rad/s será: (g=10 m/s )
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5

Carlos
Jimenez

07. Una esferilla de 2 N está suspendida al extremo de
unhilo de 1 m. A causa de un golpe la esferilla
adquiere una rapidez de 5 m/s. Hallar la tensión
de la cuerda inmediatamente después del golpe.
2
(g = 10 m/s )
A) 3 N
B) 4 N
C) 7 N
D) 9 N
E) 11 N
08. En la figura mostrada. Hallar la velocidad
tangencial en el punto "A", sabiendo que la tensión
en la cuerda es 100 N. El movimiento es en un
plano horizontal. (R = 1 m; m = 1 kg)
V
A
R03. Si una masa de 7 kg gira describiendo una
circunferencia de radio 14 m con un periodo igual a
11 s. Si consideramos que π =22/7, determinar la
fuerza centrípeta que actúa sobre la masa.
A) 30 N
B) 16 N
C) 32 N
D) 60 N
E) 40 N
04. Un cuerpo de masa 2 kg describe una
circunferencia en un plano vertical, de radio 1 m.
Hallar la tensión de la cuerda cuando pasa por el
punto más bajo desu trayectoria si o hace con una
2
rapidez de 6 m/s (g=10 m/s )
A) 52 N
B) 72 N
C) 32 N
D) 92 N
E) 60 N

A) 1 m/s
D) 20 m/s

B) 5 m/s
E) 100 m/s

09. Determinar la fuerza centrípeta sobre la esfera de
masa 5 kg, mostrada en la figura, si en ese
instante la tensión que ejerce la cuerda es 80 N
2
(g=10 m/s )

O
53°

05. En una mesa horizontal gira una esfera de 10 kg,...