En el estudio del movimiento
circular uniforme, hemos visto que la velocidad del móvil no cambia
de módulo pero cambia constantemente de dirección. El móvil tiene una
aceleración que está dirigida hacia el centro de la trayectoria, denominada
aceleración normal y cuyo módulo es
La segunda ley de Newton afirma, que la
resultante de las fuerzas F que actúan sobre un cuerpo que describe un
movimiento circular uniforme es igual al producto de la masa m por la
aceleración normal an.
F = m
En el applet de más abajo, simulamos una práctica
de laboratorio que consiste en medir con ayuda de un dinamómetro la tensión de
la cuerda que sujeta a un móvil que describe una trayectoria circular.
El dinamómetro está situado en el eje de una plataforma móvil y su extremo está enganchado a un móvil que gira sobre la plataforma.
Sistema de Referencia Inercial
Desde el punto de vista de un observador
inercial, el móvil describe un movimiento circular uniforme. El móvil cambia
constantemente la dirección de la velocidad, aunque su módulo permanece
constante. La fuerza necesaria para producir la aceleración normal es:
F=
Esta será la fuerza que mide el dinamómetro.
Sistema de Referencia No Inercial
Desde el punto de vista del observador no
inercial situado en el móvil, éste está en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas.
La tensión de la cuerda F y la
fuerza centrífuga Fc. La fuerza
centrífuga es el producto de la masa por la aceleración
centrífuga.
Fc=
La fuerza
centrífuga, no describe ninguna interacción entre cuerpos, como la tensión
de una cuerda, el peso, la fuerza de
rozamiento, etc. La fuerza centrífuga surge al analizar el movimiento de un
cuerpo desde un Sistema de Referencia No Inercial (acelerado) que describe un movimiento circular uniforme.
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