Aceleracióncentrípeto es una propiedad presente en los cuerpos que describen un movimiento circular. Es un Grandeza vectorial que apunta al centro de la trayectoria, además, su módulo es directamente proporcional al cuadrado del velocidad del cuerpo e inversamente proporcional al radio de la curva.
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¿Qué es la aceleración centrípeta?
La aceleración centrípeta está representada por un vectorapuntando hacia el centro de un camino circular. Porque es un aceleración, tu unidad de medida es la m / s², sin embargo, a diferencia del aceleración media y de aceleración instantánea, aceleración centrípeta no se caracteriza como una variación de velocidad, sino más bien como una variación en la dirección y dirección de la velocidad.
El vector de aceleración centrípeta es tangente a la trayectoria del cuerpo, además, es perpendicular a la dirección de velocidadescalada, también llamado velocidadtangencial.
Incluso en los casos en que un móvil describe un movimiento circular y uniforme, es decir, con una velocidad angular constante, hay una aceleración centrípeta, por lo tanto, cada movimiento que se produce en trayectorias circulares se acelera.
La aceleración centrípeta es directamenteproporcional a la velocidad tangencial del móvil, cuadrado y inversamenteproporcionalal radio de la curva, como mostraremos a continuación.
Aceleración centrífuga
La aceleración centrífuga es un conceptoerróneo muy usado. Dado que, cuando se colocan en rotación, los objetos tienden a "alejarse del centro", imaginamos la existencia de una aceleración centrífuga, sin embargo, tal aceleración no existe. De hecho, lo que existe es el inercia de objetos que se mueven en trayectorias circulares.
LA inercia es la tendencia de un cuerpo a permanecer en su estado de movimiento rectilíneo, con velocidad constante, o en reposo, por esta razón, cuando en una trayectoria circular, los cuerpos sufren la acción de un fuerza centrípeta, que apunta al centro. En ese momento, su inercia hace que se produzca el movimiento centrífugo.
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Aceleración centrípeta de la Tierra
La Tierra realiza un movimiento de traducción, a una distancia media de 150 millones de kilómetros, moviéndose a unos 100.000 km / h. Además, en el Linea del ecuador, a velocidad de rotación de la tierra es de aproximadamente 1600 km / h.
Incluso moviéndonos tan rápido, no somos capaces de percibir la aceleración centrípeta de la Tierra, porque las aceleraciones producidas por los movimientos de rotación y traslación son miles de veces más débilque el mismísimo gravedad terrestre.
Sin embargo, se sabe que la aceleración centrípeta de la Tierra juega un papel muy importante: hace que los mares ocupar el ecuador, si el planeta dejara de girar, dejarían la región y migrarían hacia el norte y Sur.
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Fórmula de aceleración centrípeta
Hay mas de uno fórmula utilizado para calcular la aceleración centrípeta, conozca cada uno:
v - velocidad
R - radio de la curva
Además de esto, existe una fórmula de aceleración centrípeta que se puede calcular en términos de velocidadangular, ω, nota:
v - velocidad
R - radio de la curva
Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta
Al igual que la fuerza resultante de los movimientos de traslación, la fuerza centrípeta es la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo y lo hace girar. Por tanto, esta cantidad equivale a la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración centrípeta. Por tanto, la fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta son cosas diferentes, ya que el La fuerza centrípeta se define por el producto de la masa y la aceleración centrípeta..
Ejercicios de aceleración centrípeta
Pregunta 1) Un vehículo de 1000 kg se mueve a 20 m / s en una trayectoria circular con un radio de 40 m. Marque la alternativa que indica la aceleración centrípeta sometida al vehículo.
a) 5 m / s²
b) 1 m / s²
c) 10 m / s²
d) 8 m / s²
e) 4 m / s²
Realimentación: Letra C
Resolución:
Hagamos uso de la fórmula de aceleración que relaciona la velocidad con el radio de la trayectoria, compruébalo:
Según el cálculo realizado, la aceleración centrípeta que experimentó el automóvil fue de 10 m / s², por lo que la alternativa correcta es la letra c.
Pregunta 2) Un piloto de carreras entra en una curva de alta velocidad y experimenta una aceleración centrípeta de 15 m / s². Si se sabe que el radio de giro es de 60 m, determine la magnitud de la velocidad angular del auto de carreras en el giro.
a) 3,0 rad / s
b) 2,5 rad / s
c) 0,5 rad / s
d) 0,2 rad / s
e) 1,5 rad / s
Plantilla: Letra c
Resolución:
Calculemos la velocidad angular usando la fórmula de aceleración centrípeta a continuación, así es como:
Según el cálculo anterior, el vehículo cambia de dirección aproximadamente 0,5 radianes por segundo. Según la definición de radianes, esto equivale a aproximadamente 28 ° por segundo, por lo que la alternativa correcta es la letra c.
Pregunta 3) Determine la aceleración centrípeta de un objeto que se mueve en una trayectoria circular con un radio igual a 4 m, teniendo en cuenta que este objeto completa una revolución cada 4 s. (Utilice π = 3,14).
a) 9,8 m / s²
b) 8,7 m / s²
c) 0,5 m / s²
d) 6,0 m / s²
e) 2,5 m / s²
Realimentación: Letra a
Resolución:
Para calcular la aceleración centrípeta del objeto, es necesario conocer la magnitud de su velocidad escalar, o incluso su velocidad angular, en ese sentido, obtengamos este segundo velocidad. Para ello, debemos recordar que cada revolución completa equivale a barrer un ángulo igual a 2π rad, y que se necesitan 4 s:
Con base en el resultado obtenido, encontramos que la aceleración centrípeta que mantiene al objeto en una trayectoria circular es de aproximadamente 9,8 m / s², por lo que la alternativa correcta es la letra a.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-centripeta.htm