Fuerza Centrípeta

Cualquier movimiento sobre un camino curvo, representa un movimiento acelerado, y por tanto requiere una fuerza dirigida hacia el centro de la curvatura del camino. Esta fuerza se llama fuerza centrípeta, que significa fuerza "buscando el centro". La fuerza tiene la magnitud

El balanceo de una masa en una cuerda requiere tensión en la cuerda, y si la cuerda se rompe, la masa recorrerá un camino tangencial en línea recta.

La aceleración centrípeta se puede derivar para el caso de movimiento circular puesto que el camino curvado en cualquier punto, puede extenderse hasta formar un círculo.



Note que la fuerza centrípeta es proporcional al cuadrado de la velocidad, con lo que doblando la velocidad necesitará cuatro veces la fuerza centrípeta para mantener el movimiento en un círculo. La fuerza centrípeta la tiene que proporcionar la fricción a lo largo de la curva. Si esta fricción es insuficiente un incremento de la velocidad nos puede llevar a un derrape inesperado.

Cálculo

Fuerza Centrípeta en una Curva de Autopista con Peralte
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Ejemplo de Masa en una Cuerda
 
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Cálculo de la Fuerza Centrípeta

Fuerza Centrípeta = masa x velocidad2 / radio


Nota: Se asume en estas condiciones que no hay fuerzas adicionales, como si fuera un circulo horizontal en una superficie sin fricción. Para un círculo vertical , la velocidad y la tensión deben variar.

Se puede cambiar cualquier valor en las casillas. Terminada la entrada, pulse sobre la cantidad que desee calcular en la fórmula de arriba. La conversión de unidades se llevará a cabo a medida que entre los datos, pero los valores no serán forzados a ser consistente hasta no pulsar sobre la cantidad deseada.

Calculo para:
Radio r = m = pies
Masa m=kg = slugs
Peso W=N = lbs
Velocidad v=m/s = pies/s
o en unidades comunes de autopistas,
velocidad = km/h = mi/h


Fuerza Centripeta F=N = lbs

Discusión de Conceptos

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Aceleración Centrípeta

La expresión para la aceleración centrípeta se obtiene del análisis del movimiento circular a velocidad constante mediante el uso de triángulos equivalentes. De la proporción de los lados del triángulo:

Para una velocidad de m/s y radio m, la aceleración centrípeta es m/s².
Note que si la velocidad se dobla a m/s con el mismo radio, la aceleración es cuadruplicada a m/s2.
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