Fuerza centripeta y centrifuga

FUERZA CENTRÍPETA
FUERZA CENTRÍPETA (Fcp)

Es una fuerza resultante de todas las fuerzas radiales que actúan sobre un cuerpo con movimiento circular.
Susentido 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 acpDonde: 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
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 de0,8 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 = 5 rad/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 de100 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 latensión 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 librede 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