Cualquier objeto que se mueve en un círculo está acelerando, incluso si su velocidad sigue siendo la misma. Esto puede parecer contradictorio porque, ¿cómo puede tener aceleración sin un cambio de velocidad? De hecho, debido a que la aceleración es la tasa de cambio de velocidad, y la velocidad incluye la velocidad y la dirección del movimiento, es imposible tener movimiento circular sin aceleración. Según la segunda ley de Newton, cualquier aceleración ( a
) está vinculada a una fuerza ( F
) por F
\u003d ma
, y en el En caso de movimiento circular, la fuerza en cuestión se llama fuerza centrípeta. Resolver esto es un proceso simple, pero es posible que tenga que pensar en la situación de diferentes maneras dependiendo de la información que tenga.

TL; DR (demasiado largo; no leído)

Encuentre la fuerza centrípeta usando la fórmula:

F

\u003d mv
^{2 / r}

Aquí, F
hace referencia a la fuerza, m
es la masa del objeto, v
es la velocidad tangencial del objeto y r
es el radio del círculo en el que viaja. Si conoce la fuente de la fuerza centrípeta (por ejemplo, la gravedad), puede encontrar la fuerza centrípeta usando la ecuación para esa fuerza.
¿Qué es la fuerza centrípeta? ?

La fuerza centrípeta no es una fuerza de la misma manera que la fuerza gravitacional o la fuerza de fricción. La fuerza centrípeta existe porque existe aceleración centrípeta, pero la causa física de esta fuerza puede variar según la situación específica.

Considere el movimiento de la Tierra alrededor del sol. Aunque la velocidad de su órbita es constante, cambia de dirección continuamente y, por lo tanto, tiene una aceleración dirigida hacia el sol. Esta aceleración debe ser causada por una fuerza, de acuerdo con la primera y segunda leyes del movimiento de Newton. En el caso de la órbita de la Tierra, la fuerza que causa la aceleración es la gravedad.

Sin embargo, si balanceas una bola en una cuerda en un círculo a una velocidad constante, la fuerza que causa la aceleración es diferente. En este caso, la fuerza proviene de la tensión en la cuerda. Otro ejemplo es un automóvil que mantiene una velocidad constante pero gira en círculo. En este caso, la fricción entre las ruedas del automóvil y la carretera es la fuente de la fuerza.

En otras palabras, existen fuerzas centrípetas, pero la causa física de ellas depende de la situación.
Fórmula para Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta

Aceleración centrípeta es el nombre de la aceleración directamente hacia el centro del círculo en movimiento circular. Esto se define por:

a

\u003d v
^{2 / r}

Donde v
es la velocidad del objeto en la línea tangencial al círculo, y r
es el radio del círculo en el que se mueve. Piense en lo que sucedería si se balanceara una pelota conectada a una cuerda en un círculo, pero la cuerda se rompió. La pelota saldría volando en línea recta desde su posición en el círculo en el momento en que se rompió la cuerda, y esto le da una idea de lo que v
significa en la ecuación anterior.

Porque Newton la segunda ley establece que fuerza \u003d masa × aceleración, y tenemos una ecuación para la aceleración anterior, la fuerza centrípeta debe ser:

F

\u003d mv
^{2 / r}

En esta ecuación, m
se refiere a la masa.

Entonces, para encontrar la fuerza centrípeta, usted necesita saber la masa del objeto, el radio del círculo en el que viaja y su velocidad tangencial. Usa la ecuación anterior para encontrar la fuerza basada en estos factores. Cuadra la velocidad, multiplícala por la masa y luego divide el resultado por el radio del círculo.

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