Acerca de este experimento
Un objeto puede acelerar aunque su rapidez se mantenga constante, porque la velocidad incluye la dirección. Coloca una masa en una trayectoria circular y examina la flecha de la fuerza hacia el centro y la flecha de la velocidad tangencial. Compara la fuerza centrípeta necesaria cuando cambian la velocidad angular, la masa y el radio.
Objetivos de aprendizaje
- Investiga cómo afecta la velocidad angular a la velocidad tangencial mientras mantienes constantes las demás variables.
- Usa el gráfico y las lecturas numéricas para comprobar una predicción.
- Explica los supuestos físicos y dónde deja de ser aplicable este modelo.
Cómo usarlo
- 1Establece la masa en 1 kg, el radio en 2 m y la velocidad angular en 2 rad/s. Comprueba que el resultado sea 8 N.
- 2Guarda la curva y duplica el radio manteniendo fija la velocidad angular. Compara la fuerza.
- 3Duplica la velocidad angular. ¿Por qué la fuerza aumenta por un factor de cuatro?
- 4Desliza el control del tiempo para moverte alrededor del círculo. Comprueba que la fuerza siga apuntando hacia el centro y la velocidad siga siendo tangencial.
El modelo
Supuestos
- La trayectoria es circular, con radio y velocidad angular constantes. La lectura de fuerza indica la fuerza neta hacia el centro necesaria.
- El diagrama escala el radio de forma proporcional y muestra las direcciones con flechas esquemáticas. No representa el mecanismo que proporciona la fuerza.
Pruébalo en clase
- Q1¿Por qué aumenta aquí la fuerza al aumentar el radio, mientras que F = mv²/r sugiere que debería disminuir?
- Q2¿Qué ocurre con el movimiento si se elimina la fuerza dirigida hacia el centro?
Preguntas frecuentes
¿Es la fuerza centrípeta un tipo de fuerza adicional?
No. Es el nombre de la fuerza neta hacia el centro. La tensión, la gravedad, la fricción u otra interacción pueden proporcionarla.
¿Qué ocurre cuando la velocidad angular es cero?
La masa está en reposo. La velocidad, la aceleración, la fuerza y la frecuencia son cero; el período sería infinito.