Centripeta definicion

Definición de fuerza neta

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Una fuerza centrípeta (del latín centrum, “centro” y petere, “buscar”[1]) es una fuerza que hace que un cuerpo siga una trayectoria curva. Su dirección es siempre ortogonal al movimiento del cuerpo y hacia el punto fijo del centro de curvatura instantáneo de la trayectoria. Isaac Newton la describió como “una fuerza por la que los cuerpos son atraídos o impulsados, o tienden de alguna manera, hacia un punto como hacia un centro”[2] En la mecánica newtoniana, la gravedad proporciona la fuerza centrípeta que provoca las órbitas astronómicas.

Un ejemplo común en el que interviene la fuerza centrípeta es el caso en el que un cuerpo se mueve con velocidad uniforme a lo largo de una trayectoria circular. La fuerza centrípeta se dirige en ángulo recto al movimiento y también a lo largo del radio hacia el centro de la trayectoria circular[3][4] La descripción matemática fue derivada en 1659 por el físico holandés Christiaan Huygens[5].

Definición de inercia

La fuerza centrípeta se define como la fuerza que actúa sobre un cuerpo que se mueve en una trayectoria circular que se dirige hacia el centro alrededor del cual se mueve el cuerpo. El término proviene de las palabras latinas centrum, que significa “centro”, y petere, que significa “buscar”.

La fuerza centrípeta puede considerarse la fuerza que busca el centro. Su dirección es ortogonal (en ángulo recto) al movimiento del cuerpo en dirección al centro de curvatura de la trayectoria del cuerpo. La fuerza centrípeta altera la dirección del movimiento de un objeto sin cambiar su velocidad.

Según la Primera Ley de Newton, “un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, mientras que un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza externa”. En otras palabras, si las fuerzas que actúan sobre un objeto están equilibradas, el objeto seguirá moviéndose a un ritmo constante sin aceleración.

La fuerza centrípeta permite a un cuerpo seguir una trayectoria circular sin salirse por la tangente, al actuar continuamente en ángulo recto respecto a su trayectoria. De este modo, actúa sobre el objeto como una de las fuerzas de la Primera Ley de Newton, manteniendo así la inercia del objeto.

Centrípeta significa centro.

La fuerza centrípeta hace que un objeto se mueva en una trayectoria circular sin fin a menos que se detenga manualmente. Aprende la definición y la fórmula para calcular la fuerza centrípeta, compara y contrasta la fuerza centrípeta con la fuerza centrífuga y explora ejemplos de fuerza centrípeta.

En este diagrama, la fuerza centrípeta f se muestra como una flecha roja. Su magnitud es constante, pero cambia de dirección, de modo que siempre apunta hacia el centro. También se muestra en el diagrama la velocidad tangencial, v. Finalmente, la distancia constante del objeto desde el centro del círculo está representada por la variable r, o radio.

Cómo calcular la fuerza centrípetaLa fuerza centrípeta se calcula fácilmente siempre que se conozca la masa, m, del objeto; su distancia, r, desde el centro; y la velocidad tangencial, v. Esta ecuación se basa en el sistema métrico; nótese que la fuerza centrípeta, f, se mide en newtons. Un Newton es aproximadamente 0,225 lb.

Hay algunas cosas interesantes en esta ecuación. Dado que la velocidad tangencial se eleva al cuadrado, ¡si se duplica la velocidad se cuadruplica la fuerza centrípeta! Además, como r aparece en el denominador, la magnitud de la fuerza centrífuga disminuye a medida que el objeto se aleja del centro. Por último, si conoces la fuerza centrípeta, esta ecuación puede reordenarse para resolver la velocidad:

Centrípeta frente a centrífuga

Cualquier fuerza o combinación de fuerzas puede provocar una aceleración centrípeta o radial. Algunos ejemplos son la tensión de la cuerda de un balón de amarra, la fuerza de la gravedad terrestre sobre la Luna, la fricción entre los patines y el suelo de una pista de patinaje, la fuerza de una calzada sobre un coche y las fuerzas sobre el tubo de una centrifugadora que gira.

Cualquier fuerza neta que provoque un movimiento circular uniforme se denomina fuerza centrípeta. La dirección de una fuerza centrípeta es hacia el centro de curvatura, igual que la dirección de la aceleración centrípeta. Según la segunda ley del movimiento de Newton, la fuerza neta es la masa por la aceleración: F neta = ma. Para un movimiento circular uniforme, la aceleración es la aceleración centrípeta-a = ac. Así, la magnitud de la fuerza centrípeta Fc es Fc = mac.

Utilizando las expresiones para la aceleración centrípeta ac de [latex]a_c=\frac{v^2}{r};a_c=r\omega^2\\\f}[/latex], obtenemos dos expresiones para la fuerza centrípeta Fc en términos de masa, velocidad, velocidad angular y radio de curvatura:    [latex]\text{F}_c=m\frac{v^2}{r};\text{F}_c=mr\omega^2\\[/latex].