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Fuerza Centrípeta |

Objetivos: * Estudiar la dependencia de la fuerza centrípeta con el radio, la velocidad angular y la masa del cuerpo en rotación. * Comprender el significado de una fuerza centrípeta.

Marco teórico:

Al efectuar la suma de fuerzas sobre un cuero, si esa suma de fuerzas es radial, entonces se dice que la fuerza neta que actúa es una fuerza radial o centrípeta.
F=ma=mω2R
Como se indica en la ecuación anterior la magnitud de la aceleración es ω2R, siendo ω, la velocidad angular de la partícula y R el radio de la órbita que describe la partícula de masa m.
Se llama …ver más…

Datos experimentales:

Tabla 01 Fuerza (N) | Radio (m) | Masa (kg) | Periodo (s) | Vel. Angular | Rω2 | k | 0,15 | 0,20 | 0,05 | 1,70 | 3,70 | 2,74 | 3,00 | 0,35 | 0,20 | 0,10 | 1,60 | 3,93 | 3,09 | 3,50 | 0,50 | 0,20 | 0,15 | 1,60 | 3,93 | 3,09 | 3,33 |

Ilustración 1
Ilustración 1
Relación proporcional de la fuerza involucrada en el sistema ante un cambio constante en la masa del cuerpo

Tabla 02 Fuerza (N) | Radio (m) | Masa (kg) | Periodo (s) | Vel. Angular | mR | k | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 1,75 | 3,59 | 0,02 | 0,08 | 0,60 | 0,20 | 0,10 | 1,25 | 5,03 | 0,02 | 0,12 | 0,80 | 0,20 | 0,10 | 1,00 | 6,28 | 0,02 | 0,13 | Ilustración [ 2 ]
Ilustración [ 2 ]
Un aumento en la aceleración de un objeto genera un incremento de la fuerza de igual manera, como la aceleración en el movimiento circular viene dado por α=ω2r, un cambio de la velocidad radial será en la misma dirección que la α y por ende la fuerza.

Tabla 03 Fuerza (N) | Radio (m) | Masa (kg) | Periodo (s) | Vel. Angular | mω2 | k | 0,35 | 0,20 | 0,10 | 1,50 | 4,19 | 1,76 | 1,75 | 0,40 | 0,22 | 0,10 | 1,50 | 4,19 | 1,76 | 1,82 | 0,45 | 0,24 | 0,10 | 1,50 | 4,19 | 1,76 | 1,88 | Ilustración 3
Ilustración 3
Tenemos por la segunda Ley de Newton que F=mα=m(ω2r), con el experimento se comprueba fácilmente éste hecho, un aumento en el radio manteniendo constante ω y m, incremente la fuerza como se