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Movimiento circular: Aceleración y fuerza normal

Movimiento circular: Aceleración y fuerza normal

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Docente: Jorge

Resumen

Movimiento circular: Aceleración y fuerza normal

Movimiento circular 

En los movimientos circulares, la velocidad cambia de dirección. 


Aceleración normal o centrípeta

En los cuerpos con un movimiento circular, la aceleración va dirigida hacia el centro de su trayectoria.  Esta se denomina aceleración normal o centrípeta an{a_n}​.


an=v2R=ω2Ra_n = \cfrac {v^2}{R} = \omega ^2 R


Donde ana_n es la aceleración normal2^2​, vv la velocidad lineal1^1​, RR el radio de la trayectoria curva y ω\omega la velocidad angular.​


Fuerza normal o centrípeta

Para que esta aceleración esté

dirigida hacia el centro de la trayectoria, tiene que existir una fuerza hacia este mismo centro. Esta es la fuerza normal o centrípeta Fn\overrightarrow{F_n}​.


Fn=manFn=mv2R\overrightarrow F_n = m \cdot \overrightarrow a_n \Leftrightarrow \overrightarrow F_n = m \cdot \cfrac {v^2}{R}


Donde mm es la masa.


Recuerda que: El efecto que tiene la fuerza centrípeta es hacer cambiar continuamente la dirección al cuerpo. 


Ejemplo 

Un cuerpo de 0,2 kg\it 0,2 \space kg está atado a un cable que lo hace girar describiendo una circunferencia de radio, 1,2 m\it 1,2 \space m   de modo que cada segundo realiza tres vueltas. Calcula la aceleración y la fuerza centrípeta. 

Datos
Planteamiento
m=0,2 kgm = 0,2 \space \rm kg
R=1,2 mR = 1,2 \space \rm m
w=3 rpm=6π rad/sw= 3 \space \rm rpm = 6 \pi \space\rm rad/s​​​
Sustituyendo en la fórmula de aceleración se tiene que:
an=v2R=ω2R=(6π)21,2=4,3102 m/s2a_n = \cfrac {v^2}{R} = \omega ^2 R = (6 \pi)^2 \cdot 1,2= \underline {4,3 \cdot 10^2 \space\rm m/s^2}  
Por tanto, la fuerza centrípeta será:
Fc=man=0,24,3102=86 NF_c = m\cdot a_n = 0,2 \cdot 4,3 \cdot 10^2 = \underline { 86 \space \rm N}​​


Solución

El cuerpo tiene una aceleracioˊn de 4,3102 m/s2 y una fuerza centrıˊpeta de 86 N\underline {\text {El cuerpo tiene una aceleración de }4,3 \cdot 10^2 \space \rm m/s^2 \text{ y una fuerza centrípeta de } 86 \space \rm N}

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la aceleración centrípeta?

¿Qué es la fuerza centrípeta?

¿Qué efecto tiene la fuerza centrípeta sobre un cuerpo?

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