Question

Una roca de 3 kg, unida a un cable de 2 m, se balancea en un círculo horizontal para que produzca una revolución en 0.3 s. ¿Cuál es la fuerza centrípeta sobre la roca? ¿Hay una fuerza exterior sobre la roca?

Answer 1

Solución: La fuerza centripeta sobre la roca es -2620,9 N. Asimismo, la otra fuerza que siente el cuerpo es la Centrifuga

Explicación:

La fuerza centripeta relaciona la masa, la velocidad angular y el radio de la circunferencia que dibuja el objeto en movimiento, por medio de la siguiente ecuación $F_{Cen} =-m ω^{2} r$

Para hallar la velocidad angular utilizamos el dato de las revoluciones, ya que esto significa que en 0,3 segundos la roca hace un giro, es decir $ω=\frac{2\pi }{0,3} =20,9 rad/seg$

Al sustituir en la ecuación de la fuerza centripeta tenemos $F_{Cen} =-(3)(2)(20,9)=-2620,9 N$

El signo negativo de la fuerza centripeta significa que la fuerza tienen dirección hacia el centro de la circunferencia que dibuja el cuerpo.

Por otro lado, el cuerpo siente una segunda "fuerza": la fuerza centrifuga. Esta fuerza físicamente no existe, sin embargo, un observador no inercial (como el cuerpo  situado sobre una plataforma giratoria siente que existe una «fuerza» que actúa sobre él, que le impide permanecer en reposo sobre la plataforma a menos que él mismo aplique otra fuerza dirigida hacia el eje de rotación. Así, aparentemente, la fuerza centrífuga tiende a alejar los objetos del eje de rotación. se dirige hacia afuera del centro.