La fuerza centrípeta está relacionada con el movimiento circular desarrollado por los cuerpos en una trayectoria curvilínea dada.

De esta manera, la fuerza centrípeta designa la fuerza resultante de los cuerpos que realizan una trayectoria circular (movimiento curvilíneo uniforme – MCU), dibujándolos hacia el centro.

Segunda ley de Newton

Según la segunda ley de Newton, llamada "La fuerza" o el "Principio fundamental de la dinámica", la fuerza centrípeta se puede calcular mediante la siguiente expresión:

De donde

Fc: Fuerza centrípeta (N)
m: masa (kg)
el: aceleración (m / s2)

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Aceleración centrípeta

La aceleración centrípeta ocurre en cuerpos que realizan una trayectoria circular o curvilínea, que se calcula a través de la siguiente expresión:

De donde

Unc: aceleración centrípeta (m / s2)
v: velocidad (m / s)
r: radio de trayectoria circular (m)

Obtenga más información sobre el concepto de aceleración.

Fuerza centrífuga

La fuerza centrífuga, a diferencia de la fuerza centrípeta, tiende a salir del centro, mientras que la fuerza centrípeta actúa hacia el centro del camino.

Por ejemplo, un automóvil que recorre un camino circular en una carretera tiene una cierta fuerza centrípeta sobre sus ruedas para que no abandone el camino circular.

La fuerza centrífuga puede ejemplificarse mediante el mecanismo de la lavadora. La ropa en la máquina gira después de girar. Tienden a permanecer distantes del centro, lo que explica la acción de la fuerza centrífuga.

Del mismo modo, para calcular la fuerza centrífuga, se utiliza la fórmula del principio de dinámica (segunda ley de Newton):

Sin embargo, si reemplazamos la fórmula de aceleración, tenemos:

De donde

Fc: Fuerza centrífuga
m: masa
v: velocidad
r: radio de trayectoria circular

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Ejercicios resueltos

Ejercicio 1

Determine la fuerza centrípeta descrita por una montaña rusa con una masa de 1000 kg y una aceleración centrípeta de 200 m / s.2.

Usando la fórmula de la Segunda Ley de Newton:

Fc = m.a
Fc = 1000,200
Fc = 200,000 N

Por lo tanto, la fuerza centrípeta es 200,000 N (o 2.105to)

Ejercicio 2

En el camino, un camión describe un camino circular con aceleración centrípeta de 2 m / s2. Con el radio de la pista de 1800 m, calcule la velocidad del vehículo.

Usando la fórmula de aceleración centrípeta, podemos calcular la velocidad del vehículo durante la trayectoria circular:

elc = v2/ r
2 = v2/ 1800
2.1800 = v2
v2 = 3600 m / s
v = √3600
v = 60 m / s

Por lo tanto, la velocidad de giro del camión es 60 m / s.

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