Fuerza centrípeta

La fuerza centrífuga la encontramos todos los días y en cada momento de nuestra vida cotidiana. Lo experimentamos cuando doblamos en una esquina en un automóvil o cuando un avión se inclina hacia un giro son típicos ejemplos de ella. Algunas personas pueden confundir la fuerza centrípeta con su contraparte, la fuerza centrífuga, porque están tan estrechamente relacionadas. Sin embargo, son diferentes, la fuerza centrípeta se define como, el componente de fuerza que actúa sobre un cuerpo en movimiento curvilíneo que se dirige hacia el centro de curvatura o eje de rotación.

• Unidad: Newton
• Símbolo: N
• Fórmula: F = - (m·v²/r) u_r = - m·w²·r = m·a

¿Qué es la fuerza centrípeta?

Es cuando algún objeto que describe una trayectoria de forma circular, por situaciones de la fuerza que es ejercida por quien hace la acción, tiene la sensación de ser llevado al interior del centro de la circunferencia que se describe.

En qué consiste la fuerza centrípeta

La fuerza centrípeta es un sistema que funciona cuando un determinado objeto se mueve en dirección curvilínea. Este tipo de fuerza actuará de forma perpendicular con respecto a la dirección, en este caso, la gravedad operará como un agente contrario, puesto que, si la velocidad cambia, sobre el objeto se aplicará un cambiante de centrifuga que ayudará a mantener el trayecto sencillamente uniforme.

La etimología de la palabra nos dice que la palabra proviene del término “Centrípeta” la cual proviene de la combinación de “centrum” palabra que hace referencia al centro del vórtice y “petere” que quiere decir “dirigirse hacia”, es decir, dirigirse hacia el centro.

Cómo se calcula

Para poder calcular la fuerza centrípeta se utiliza una fórmula

F = – (m·v²/r) u_r = – m·w²·r = m·a

a = – w²·r

Donde:

• F: fuerza centrípeta. El newton (N) es la unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.).
• m: Masa del cuerpo. El kilogramo (kg) es la unidad de medida en el Sistema Internacional.
• v: modulo de la velocidad. Se mide en metros por segundo (m/s).
• u_r: vector unitario radial
• r: radio de la trayectoria circular
• w: velocidad angular medida en rad/s
• a: aceleración centripeta medida en m/s²

Unidades

Las unidades que se utilizan para medir la magnitud de la aceleración son las siguientes:

• Sistema Internacional: m/s²
• CGS: cm/s²

La fuerza centripeta se mide en newton (N).

Aplicaciones de la fuerza centrípeta

La fuerza centrípeta es generalmente utilizada en las centrífugas de laboratorio. Aquí, las partículas que se encuentran suspendidas en un líquido se separan del líquido acelerando los tubos orientados de modo que las partículas más pesadas se dirijan hacia el fondo de los tubos.

Mientras que las centrifugadoras suelen separar sólidos de líquidos, también pueden fraccionar líquidos, como por ejemplo en muestras de sangre o componentes separados de gases. Las centrífugas de gas se utilizan para separar el isótopo más pesado uranio-238 del isótopo más ligero uranio-235. El isótopo más pesado es atraído hacia el exterior de un cilindro giratorio. La fracción pesada se gira y se envía a otra centrífuga.

Se puede hacer un telescopio reflector líquido girando un metal líquido reflectante, como el mercurio

Importancia

La fuerza centrípeta es de suma importancia ya que ponen y ayudan a que los objetos o cuerpos a los cuales se les está aplicando las fuerzas logren mantenerse en equilibrio y al mismo tiempo ayuda a resolver diferentes problemas con ecuaciones.

Diferencia entre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga

La fuerza centrífuga es la tendencia que tiene un objeto a seguir un camino curvo que se aleja del centro de la misma curva. Básicamente ésta no es realmente una fuerza, sino más bien es un resultado de la inercia, que es la tendencia de un objeto a resistirse al cambio ya sea que esté en movimiento o no.

La fuerza centrípeta, es una fuerza real que tiene la capacidad de contrarrestar la fuerza centrífuga y evitar que el cuerpo en cuestión “salga volando”, ya que lo mantiene en movimiento a una velocidad constante y con una trayectoria circular.

Ejemplos

Algunos ejemplos de fuerza centrípeta son los siguientes:

• Un objeto que se balancea sobre una cuerda. Aquí, la tensión en la cuerda suministra la fuerza de «tracción» centrípeta.
• La fuerza con la que el Sol puede atraer a la Tierra. Esta fuerza es la responsable del movimiento circular de la Tierra alrededor del Sol.
• Cuando atamos una pelota con una cuerda y la hacemos girar en círculo a velocidad angular constante. La pelota se mueve en una trayectoria circular porque la cuerda ejerce sobre ella una fuerza centrípeta.
• En una montaña rusa, el carro da una vuelta completa y en ese momento la fuerza centrípeta es proporcionada por el peso del carro y de los pasajeros.
• Una honda en este caso, la fuerza centrípeta es transmitida por las correas que sujetan a la piedra.