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Páginas: 5 (1102 palabras)
Publicado: 22 de febrero de 2015
FUERZA CENTRÍPETA (Fcp)
Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o al componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.
El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton.La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica. En el caso de un objeto que se mueve en trayectoria circular con velocidad cambiante, la fuerza neta sobre el cuerpo puede ser descompuesta en un componente perpendicular que cambia la dirección del movimiento y uno tangencial, paralelo a la velocidad, que modifica el módulode la velocidad.
También se le conoce como la 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.
Fcp = m acp
Dónde: m = masa, y se expresa en kilogramos (kg)
acp = aceleración centrípeta (m/s2)Parar calcular la aceleración centrípeta podemos utilizar: acp = v2/R = w2 R
Dónde: 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 la magnitud de la fuerza centrípeta que actúa sobre la esfera.
Datos:
m = 200 g = 0,2 kg
R = 0,8 m
w = 5rad/s
La ecuación a utilizar es: Fcp = m acp = m w2 R
Reemplazando los datos: Fcp = (0,2) (5)2 (0,8) ----> Fcp = 4 N
Ejemplo: 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 instante? Considere: g = 10 m/s2.
Datos:
m = 100 g = 0, 1 kg; R =50 cm = 0, 5 m; v = 3 m/s
Dibujemos el diagrama de cuerpo libre de la masa:
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 la segunda ley de Newton: Fcp = m a cp
Luego: T - mg = m v2/R
Reemplazando datos: T - (0,1) ((10) = (0,1) (32)/0.5
T - 1 = 1,8
T = 2,8 N
EJERCICIOSSOBRE MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
Ejercicio 1)
Un móvil con trayectoria circular recorrió 820° ¿Cuántos radianes son?
Desarrollo
Sabemos que 1 rad = 57,3°
Entonces
Ejercicio 2)
Un tractor tiene una rueda delantera de 30 cm de radio, mientras que el radio de la trasera es de 1 m. ¿Cuántas vueltas habrán dado la rueda trasera cuando la delantera ha completado 15 vueltas?
Desarrollo:
Eneste ejercicio la longitud (distancia, espacio) que recorre cada rueda en una vuelta corresponde al perímetro de cada una (perímetro del círculo), cuya fórmula es, entonces:
Entonces, si en una vuelta la rueda delantera recorre 1,884 metro, en 15 vueltas recorrerá: 15 • 1,884 m = 28,26 m
¿Cuantas veces la rueda trasera ha tenido que girar (dar una vuelta) para recorrer esa distancia de 28,26m?
Dividimos esa distancia por la distancia recorrida en una vuelta por la rueda trasera:
28,26 m: 6,28 m = 4,5 vueltas.
Por lo tanto, la rueda trasera ha tenido que dar cuatro vueltas y media para recorrer la misma distancia que la delantera ha recorrido en 15 vueltas.
Ejercicio 3)
Un carro de juguete que se mueve con rapidez constante completa una vuelta alrededor de una pista circular(una distancia de 200 metros) en 25 seg.
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un círculo?
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cuál es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un círculo? L = 200 metros = 2 π r
Despejamos el radio
F = 3, 01...
Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o al componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.
El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton.La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica. En el caso de un objeto que se mueve en trayectoria circular con velocidad cambiante, la fuerza neta sobre el cuerpo puede ser descompuesta en un componente perpendicular que cambia la dirección del movimiento y uno tangencial, paralelo a la velocidad, que modifica el módulode la velocidad.
También se le conoce como la 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.
Fcp = m acp
Dónde: m = masa, y se expresa en kilogramos (kg)
acp = aceleración centrípeta (m/s2)Parar calcular la aceleración centrípeta podemos utilizar: acp = v2/R = w2 R
Dónde: 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 la magnitud de la fuerza centrípeta que actúa sobre la esfera.
Datos:
m = 200 g = 0,2 kg
R = 0,8 m
w = 5rad/s
La ecuación a utilizar es: Fcp = m acp = m w2 R
Reemplazando los datos: Fcp = (0,2) (5)2 (0,8) ----> Fcp = 4 N
Ejemplo: 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 instante? Considere: g = 10 m/s2.
Datos:
m = 100 g = 0, 1 kg; R =50 cm = 0, 5 m; v = 3 m/s
Dibujemos el diagrama de cuerpo libre de la masa:
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 la segunda ley de Newton: Fcp = m a cp
Luego: T - mg = m v2/R
Reemplazando datos: T - (0,1) ((10) = (0,1) (32)/0.5
T - 1 = 1,8
T = 2,8 N
EJERCICIOSSOBRE MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
Ejercicio 1)
Un móvil con trayectoria circular recorrió 820° ¿Cuántos radianes son?
Desarrollo
Sabemos que 1 rad = 57,3°
Entonces
Ejercicio 2)
Un tractor tiene una rueda delantera de 30 cm de radio, mientras que el radio de la trasera es de 1 m. ¿Cuántas vueltas habrán dado la rueda trasera cuando la delantera ha completado 15 vueltas?
Desarrollo:
Eneste ejercicio la longitud (distancia, espacio) que recorre cada rueda en una vuelta corresponde al perímetro de cada una (perímetro del círculo), cuya fórmula es, entonces:
Entonces, si en una vuelta la rueda delantera recorre 1,884 metro, en 15 vueltas recorrerá: 15 • 1,884 m = 28,26 m
¿Cuantas veces la rueda trasera ha tenido que girar (dar una vuelta) para recorrer esa distancia de 28,26m?
Dividimos esa distancia por la distancia recorrida en una vuelta por la rueda trasera:
28,26 m: 6,28 m = 4,5 vueltas.
Por lo tanto, la rueda trasera ha tenido que dar cuatro vueltas y media para recorrer la misma distancia que la delantera ha recorrido en 15 vueltas.
Ejercicio 3)
Un carro de juguete que se mueve con rapidez constante completa una vuelta alrededor de una pista circular(una distancia de 200 metros) en 25 seg.
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un círculo?
a) Cual es la rapidez promedio?
b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cuál es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un círculo? L = 200 metros = 2 π r
Despejamos el radio
F = 3, 01...
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