Componente centrípeta
Curva la trayectoria. Es perpendicular a la velocidad y no cambia la energía cinética.
A.2 · FUERZAS Y MOMENTO
Dinámica del movimiento circular.
Una componente cambia la dirección. La otra cambia la rapidez. Experimenta con ambas y descubre qué fuerzas las producen.
01 · MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
La rapidez se mantiene.
La velocidad cambia.
La velocidad es tangente a la trayectoria. La aceleración y la resultante apuntan al centro, incluso cuando la rapidez es constante.
Arrastra para girar · ⊙ hacia ti · ⊗ se aleja
━ Velocidad v┄ Aceleración ac━ Fuerza Fc
Cada magnitud tiene su propia escala vectorial, fija al mover los controles.
Rapidez v
Aceleración ac
Fuerza Fc
Período T
La fuerza centrípeta es la resultante radial de las fuerzas reales que actúan sobre el cuerpo.
En el MCU: Ft = 0 y at = 0. La fuerza radial es perpendicular a v y su potencia es cero.
APLICACIONES · ¿QUÉ FUERZA APUNTA AL CENTRO?
La misma dinámica, distintas fuerzas.
Gira la cámara para ver la trayectoria, las fuerzas verticales y las componentes horizontales. El diagrama aparte representa el mismo instante.
Arrastra para girar · ⊙ hacia ti · ⊗ se aleja
La flecha naranja representa la suma radial de las fuerzas reales. El plano azul contiene la trayectoria; el ámbar señala el corte radial vertical. Reproducción a 0,5×.
Radio de la trayectoria
Rapidez circular
Resultante radial necesaria
Tensión
«Centrípeta» describe una función. En el diagrama se dibujan la tensión, el peso, la normal o el rozamiento. Su suma radial proporciona mv²/r; añadir otra fuerza llamada «centrípeta» contaría dos veces la misma interacción.
02 · MOVIMIENTO CIRCULAR CON FUERZAS TANGENCIALES
Cambiar de dirección.
Cambiar de rapidez.
La resultante se descompone en la dirección radial y la tangencial. Cada componente produce un efecto distinto y ambas pueden actuar a la vez.
Componente tangencial
Cambia la rapidez. A favor de la velocidad acelera; en contra, frena.
Arrastra para girar · ⊙ hacia ti · ⊗ se aleja
━ Velocidad v━ Centrípeta Fc━ Tangencial Ft━ Resultante ΣF
Los vectores de fuerza comparten escala; la velocidad tiene otra escala.
Rapidez |u|
Radial Fr
Tangencial Ft
Aceleración centrípeta
Aceleración tangencial
Potencia neta Ftu
r es constante. La coordenada u = rω lleva signo respecto al sentido antihorario; la rapidez es |u|. En un giro que se invierte, el signo de Ft por sí solo no indica si el cuerpo acelera o frena.
PRUEBA, COMPARA, EXPLICA
Duplica la rapidez
En el primer modelo, deja m y r fijos. ¿Por qué ac y Fc se multiplican por cuatro?
Frena sin salir del círculo
En «Frenado», sigue la resultante. ¿Por qué disminuye también la fuerza radial aunque el freno sea tangencial?
Completa la vuelta
En «Coche en un lazo», reduce la rapidez inicial. ¿Dónde se pierde el contacto? Compara la normal en la cima y en el punto más bajo.
APUNTES QUE RECOGEN TODAS LAS IDEAS
Movimiento circular: velocidad, aceleración y fuerzas.
De los cambios de velocidad en una recta a la aceleración centrípeta y las fuerzas que mantienen el giro. Once páginas con diagramas y situaciones reales.
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