Cómo calcular la fuerza centrífuga

Escrito por allan robinson | Traducido por paulina illanes amenábar
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Cómo calcular la fuerza centrífuga
Los vectores en la fuerza centrífuga. (Comstock/Stockbyte/Getty Images)

La fuerza centrífuga es la aparente fuerza hacia fuera que actúa sobre un objeto que se mueve en un círculo. El uso del término "aparente" es importante en esta definición porque la fuerza centrífuga es una fuerza virtual que en realidad no existe. Mientras que la fuerza centrífuga aparece real al objeto que es acelerado, es simplemente el efecto de la aceleración en un círculo. La fuerza centrífuga puede calcularse cuando la masa y la velocidad del objeto son conocidas así como el radio del círculo en el cual está viajando.

Nivel de dificultad:
Moderado

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Instrucciones

  1. 1

    Dispón los términos del problema. S es un arco del círculo por el que el objeto está viajando, V es la velocidad, R es el radio del círculo y T es el tiempo.

  2. 2

    Establece la fórmula básica para la fuerza. La segunda ley del movimiento de Newton define la fuerza como F = ma donde F es fuerza, m es masa y a es aceleración.

  3. 3

    Determina la aceleración de un objeto que se mueve en un círculo. A medida que el cambio en el arco S (también conocido como delta S) se acerca a cero, el cambio en la dirección de la velocidad (delta V) se acerca a cero también. Por lo tanto tenemos (delta S)/R = (delta V)/R que significa V (delta S) = R (delta V). Dividiendo ambos lados por delta t, ahora tenemos V (delta S/delta t) = R (delta V/delta t). Puesto que la velocidad se define como delta S/delta t y la aceleración se define como delta V/delta t, ahora tenemos V^2 = Ra. Por lo tanto a = V ^ 2/R.

    Cómo calcular la fuerza centrífuga
    Usa las deltas para calcular la aceleración. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)
  4. 4

    Sustituye el valor de a obtenido en el paso 3 para a en la ecuación del paso 2. Dado que F = ma y a = V^2/R, ahora tenemos F = mV^2/R.

  5. 5

    Usa la ecuación del paso 4 para resolver un problema de fuerza centrífuga. 0,8 kilogramo de masa en el extremo de una cuerda de 1,5 metros está viajando a 9 metros por segundo. La fuerza que debe ser ejercida sobre la cuerda para sostener la masa dada por 0,8 x 9^2 / 1,5 = 43,2 newtons.

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