Cómo masa, velocidad, y el radio afectar a la fuerza centrípeta

Video: Aceleración Centrípeta

Masa, velocidad, y el radio son todos los relacionados al calcular la fuerza centrípeta. De hecho, cuando se conoce esta información, puede utilizar ecuaciones de la física para calcular la cantidad de fuerza que se requiere para mantener un objeto que se mueve en un círculo a la misma velocidad.

Siempre hay que acelerar un objeto hacia el centro del círculo para mantenerlo en movimiento en movimiento circular. Si un objeto se está moviendo en movimiento circular uniforme a velocidad v y el radio r, se puede encontrar la magnitud de la aceleración centrípeta con la siguiente ecuación:

Debido a que la fuerza es igual a la masa por la aceleración, F = metroun, y porque la aceleración centrípeta es igual a v²/r, se puede determinar la magnitud de la fuerza centrípeta necesaria para mantener un objeto que se mueve en un movimiento circular uniforme con la siguiente ecuación:

Video: FISICA Velocidad orbital BACHILLERATO Gravitación universal

Esta ecuación indica la magnitud de la fuerza que se necesita para mover un objeto de una masa dada, metro, en un círculo con un radio dado, r, y la velocidad lineal, v. (Recuerde que la dirección de la fuerza es siempre hacia el centro del círculo.)

Piense en cómo se ve afectada la fuerza si se cambia una de las otras variables. La ecuación muestra que si aumenta la masa o la velocidad, se necesita un mayor fuerza- si se disminuye el radio, que está dividiendo por un número más pequeño, por lo que también necesitará una fuerza mayor. He aquí cómo juegan estas ideas en el mundo real:

Aumento de la masa. Es posible que tenga un tiempo fácil balanceando una pelota de golf en una cuerda en un círculo, pero si se reemplaza la pelota de golf con una bala de cañón, cuidado. Ahora puede tener para batir alrededor de 10 kilogramos en el extremo de una cuerda de 1,0 metros cada medio segundo. Como se puede decir, que necesita una diablos de una fuerza mucho más.
El aumento de la velocidad. No está interesado en hacer girar balas de cañón? Entonces se puede imaginar que usted está conduciendo su coche alrededor de un círculo. Si vas muy lentamente alrededor del círculo, sus neumáticos no tienen ningún problema generar suficiente fuerza de fricción para seguir jugando en el círculo. Pero si usted va demasiado rápido, entonces sus neumáticos ya no pueden generar la fuerza de fricción que actúa hacia el centro del círculo, por lo que empiezan a patinar.
La disminución de la radio. Se puede ver el efecto de la radio en el coche dando vueltas en un círculo. Si usted conduce su coche a una velocidad fija en un círculo de radio más pequeño y más pequeño, con el tiempo sus neumáticos no serán capaces de suministrar suficiente fuerza centrípeta de la fricción, y usted patinar fuera de la trayectoria circular.
Una pelota de golf en una cadena que viaja con velocidad constante.

He aquí un ejemplo: La bola de la figura se mueve a 12,6 metros / segundo en una cuerda de 1,0 metros. Cuánta fuerza es lo que necesita para hacer una bala de cañón movimiento 10,0 kilogramos en el mismo círculo a la misma velocidad? Esto es lo que la ecuación se parece a:

Es necesario cerca de 1.590 newtons, o alrededor de 357 libras de fuerza (4.448 newtons están en una libra). Bastante fuerte!