Fuerza centrípeta

Práctica 2. Movimiento circular uniforme
1. Propósito
Estudiar las fuerzas que interactúan sobre un cuerpo que se mueve con velocidad angular constante en una trayectoria circular.
2. Marco teórico:
Movimiento circular uniforme
El movimiento circular uniforme es un movimiento en el que la rapidez no cambia, sólo hay un cambio en la dirección.
La Segunda Ley de Newton determina que esnecesario ejercer una fuerza sobre un cuerpo para producir una aceleración, y la dirección de esta fuerza tiene que ser la misma que la dirección de la aceleración, es decir, según el radio y hacia el centro de la circunferencia en el movimiento circular uniforme.
En el movimiento circular uniforme, la aceleración cambia la velocidad de una partícula que se mueve alterando su dirección.
Un objeto quese mueve en un círculo, debe describir una trayectoria circular. Como una bola al final de una cuerda debe por tanto tener una fuerza aplicada sobre él que lo mantenga en movimiento en dicho círculo. Esto es, se necesita una fuerza para proporcionarle aceleración centrípeta.
La razón del cambio de velocidad, o aceleración centrípeta está dada por:
Ac = v2r
Donde v es la rapidez lineal de unapartícula que se mueve en una trayectoria circular de radio R.

2.1 Conceptos científicos:

* Segunda Ley de Newton: “La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, y es inversamente proporcional a su masa. La dirección de la aceleración es en la dirección de la fuerza neta que actúa sobre el objeto”.

* Frecuencia de rotación: Expresadaen revoluciones por minuto o revoluciones por segundo, esta cantidad es la recíproca del periodo.

* Aceleración: es el cambio de velocidad respecto al tiempo.

* Fuerza: Es la acción de un cuerpo sobre otro. Queda entendida la fuerza como:
* F: m(a)

* Masa: es el cociente entre la intensidad de una fuerza constante y la aceleración del movimiento que ella produce cuando seaplica al cuerpo considerando o magnitud que caracteriza a este cuerpo con relación a la atracción que sufre por parte de otro.

* Fuerza centrípeta: es la fuerza que tira de un objeto hacia el centro de un camino circular mientras que el objeto sigue dicha trayectoria a una rapidez constante, siendo la rapidez la magnitud de la velocidad.

* Radio: distancia determinada a partir de uncentro o de un punto de origen en todas direcciones.

3. Materiales:
* Cronómetro



* Una pesa de 55 g.

* Una pelota de goma de 10 g.

* Cuerda delgada de aprox. Un metro.


* Tubo de 5cm de diámetro y 10cm de altura


4. Procedimiento:

1.- Se perfora la pelota por el centro, por esteorificio se introduce la cuerda y se le hace un nudo en uno de los extremos ara asegurar que no se soltará al momento de girarla.

2.- Se pasa el otro extremo de la cuerda por el tubo y se le anuda la pesa.

3.- Se requiere de máximo 3 personas, las cuales la persona 1 hará girar la pelota, la persona 2 con ayuda del aparato para demostrar fuerza centrípeta tomará la distancia de la cuerda ycontará el número de vueltas y finalmente la persona 3 tomará el tiempo.

4.- El colaborador 1 comenzará a girar la pelota de forma horizontal sobre su cabeza poco a poco hasta que la pesa se estabilice, sin tocar la pesa, la cuerda o la pelota.

5.- Una vez que ya se estabilizó la persona 2 extiende el aparato para medir fuerza centrípeta de manera que tome la distancia del centro del tubohacia el centro de la pelota, sin tocar ninguna parte del sistema.

6.- Cuando el segundo colaborador se percate de que se da vuelta a una distancia constante indicará a colaborador 3 que inicie el cronómetro hasta que la distancia cambie y contará el número de vueltas que dio la pelota durante ese tiempo tomando como referencia el aparato para medir fuerza centrípeta.

7.- Este proceso se...