La fuerza centrífuga se refiere a la tendencia de un objeto a seguir un camino curvo que se aleja del centro de la misma curva. Esta 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. En cuanto a la fuerza centrípeta, se trata de una fuerza real, que contrarresta a la fuerza centrífuga y evita que el cuerpo en cuestión “salga volando”, ya que lo mantiene en movimiento a una velocidad constante y con una trayectoria circular. Ambos términos suelen ser confundidos entre sí, sin embargo, existen diferencias pequeñas aunque significativas entre ambos.
Fuerza centrífuga | Fuerza centrípeta | |
|---|---|---|
| Significado | Se trata de la tendencia de un objeto a seguir una trayectoria curva mientras se aleja del centro de la misma. Puede ser descrita como la “falta de fuerza centrípeta”. | En cambio, la fuerza centrípeta es aquella que mantiene un objeto en movimiento, con una velocidad uniforme y una trayectoria circular. |
| Dirección | Alrededor del radio del círculo en cuestión, desde el centro y hacia el objeto. | Por el contrario, está va alrededor del radio del círculo, desde el objeto y hacia el centro. |
| Ejemplo | Un ejemplo es el lodo que se desprende de una llanta andando, o un niño dentro de un carrusel giratorio. | Un satélite orbitando alrededor de la Tierra. |
| Fórmula | La fórmula para calcular la fuerza centrífuga es Fcf=mω²/r | En cuanto a la de la fuerza centrípeta, su fórmula es Fc= mω²/r |
| Fue definida por… | El astrónomo holandés Christiaan Hygens en 1659. | Fue definida por el físico británico Isaac Newton en 1684. |
| Tipo de fuerza | De hecho, no. La fuerza centrífuga es solo la inercia de un cuerpo en movimiento. | Por el contrario, la centrípeta si es una fuerza. Es la que evita que el cuerpo en cuestión salgo volando. |
Contenidos: Fuerza centrífuga vs. Fuerza centrípeta
1. Fuerzas e inercia
2. Dirección
3. Fórmula
4. Ejemplos
5. Aplicaciones
6. Referencias
Fuerzas e inercia
La fuerza centrífuga no es una fuerza en realidad. La tendencia a “volar hacia afuera” se observa debido a que los objetos que se mueven en línea recta tienden a continuar moviéndose en línea recta. A este fenómeno se le llama inercia y hace que los objetos se resistan a la fuerza que los mueve en una curva.
En cambio, la fuerza centrípeta si es una fuerza. Esta atrae al objeto en cuestión hacia el centro y evita que “salga volando”. La fuente de esta fuerza depende enteramente del objeto en cuestión. Por ejemplo, para los satélites que orbitan alrededor de la Tierra, la fuerza que los “jala” es la gravedad. Si un objeto se columpia en una soga, la fuerza centrípeta viene de la tensión en la soga.
Si un objeto está rotando de manera “correcta” tanto la fuerza centrífuga como la fuerza centrípeta serán iguales, de tal forma que el objeto no se moverá hacia el centro (punto de rotación) ni hacía afuera. El objeto mantendrá una distancia constante entre él y el centro.
Dirección
La fuerza centrípeta es dirigida hacia adentro: desde el objeto y hacia el centro de rotación. Técnicamente es dirigido perpendicularmente y a la velocidad del cuerpo hacia al punto fijo del centro de la curvatura del trayecto
La fuerza centrífuga en cambio, es dirigida hacia afuera y hacia la misma dirección y a la misma velocidad que el objeto. En movimientos circulares, la velocidad en cualquier determinado punto se encuentra en tangente con el arco del movimiento.
Fórmula
Ambas fuerzas se calculan con la misma fórmula (simplificada):
F=(mv^2)/r
Fuerza (centrípeta o centrífuga) es igual a masa por velocidad al cuadrado entre radio.
Ejemplos
Uno de los ejemplos más comunes de fuerza centrífuga es el del lodo que sale despedido de una llanta o el de los niños que siente una fuerza que los jala hacia afuera cuando juegan en el carrusel.
En cuanto a la fuerza centrípeta, la rotación de los satélites alrededor de un planeta es un gran ejemplo.
Aplicaciones
El conocimiento de estas dos fuerzas es útil para varias cuestiones relativamente cotidianas. Por ejemplo, al diseñar una carretera se pueden prevenir derrapes y se puede mejorar la tracción en las curvas, así como el acceso a rampas. De la misma forma, la fuerza centrífuga ayuda a separar las partículas suspendidas en un fluido al hacer girar los tubos de ensayo a altas velocidades.
Las fórmulas para calcular la fuerza centrípeta están mal.
No deben ser Fc= mω²/r sino Fc= mω²r; el análisis dimensional lo confirma.
Fc= N
m=kg
ω=rad/s
r=m
N=(kg)(rad/s)²(m)
N=(kg)(m/s²)
F=mv²/r
Solution:
F=(kg)(m/s)²/m
F=(kg)(m²/s²)/m
F=(kg)(m/s²) = N
Si «la fuerza centrífuga» no es una fuerza si no la inercia de los cuerpos por seguir su trayectoria curvilínea no debería tener unidades de fuerza (que en el sistema internacional es el newton), debería tener unidades de masa que es la que mide la inercia de los cuerpos.
Que unidades le damos a «la fuerza centrifuga»
Eso no quedo claro.
Soy instructor técnico de conductores profesionales y me a sido muy útil para explicar y aprendan a mantener el control del móvil en una curva y así evitar un accidente