Fuerza Centrífuga En la mecánica newtoniana, la fuerza centrífuga es una fuerza inercial (también llamada fuerza «ficticia» o «pseudo») que parece actuar sobre todos los objetos cuando se los ve en un marco de referencia giratorio. Si el eje de rotación pasa por el origen del sistema de coordenadas, la fuerza centrífuga se dirige radialmente hacia afuera desde ese eje. La fuerza centrífuga tiende a empujar hacia afuera a los cuerpos que giran tomando una curva. Se considera una fuerza ficticia, pseudofuerza o fuerza inercial, porque no es causada por interacciones entre objetos reales, sino que es una manifestación de la inercia de los cuerpos. La fuerza centrífuga es una fuerza hacia afuera aparente en un marco de referencia giratorio. No confundir con fuerza centrípeta (que va dirigida hacia el centro del movimiento). La fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta son opuestas. En un marco de referencia que gira alrededor de un eje a través de su origen, todos los objetos, independientemente de su estado de movimiento, parecen estar bajo la influencia de una fuerza radial (desde el eje de rotación) hacia afuera que es proporcional a su masa, a la distancia desde el eje de rotación del marco y al cuadrado de la velocidad angular del marco. Esta es la fuerza centrífuga. ๐น๐ถ๐ = ๐๐2 ๐ Aplicaciones El concepto de fuerza centrífuga se puede aplicar en dispositivos rotativos, como centrífugas, bombas centrífugas, reguladores centrífugos y embragues centrífugos. También en ferrocarriles centrífugos, órbitas planetarias y curvas peraltadas. Un gobernador centrífugo regula la velocidad de un motor mediante el uso de masas giratorias que se mueven radialmente, ajustando el acelerador, a medida que el motor cambia de velocidad. El embrague centrífugo se utiliza en pequeños dispositivos propulsados por motor, como motosierras, karts y modelos de helicópteros. Permite que el motor arranque y funcione en ralentí sin hacer funcionar el dispositivo, pero activa la transmisión de forma automática y suave a medida que aumenta la velocidad del motor. Las fuerzas centrífugas se pueden utilizar para generar gravedad artificial, como en los diseños propuestos para estaciones espaciales giratorias. El biosatélite Mars Gravity habría estudiado los efectos de la gravedad a nivel de Marte en ratones con la gravedad simulada de esta manera. La fundición por centrifugación y la fundición centrífuga son métodos de producción que utilizan la fuerza centrífuga para dispersar metal líquido o plástico por todo el espacio negativo de un molde. Las centrífugas se utilizan en la ciencia y la industria para separar sustancias. La fuerza centrífuga induce un gradiente de presión hidrostática en tubos llenos de líquido orientados perpendicularmente al eje de rotación, dando lugar a grandes fuerzas de flotación que empujan las partículas de baja densidad hacia adentro. https://youtu.be/5I34H1gXX_g 1 Fuerza centrífuga, cuestionario. 1) ¿De qué otra forma se le llama a la fuerza centrífuga? - La fuerza centrífuga tambien se llama “fuerza ficticia” o “fuerza pseudo” 2) ¿Cuándo aparece la fuerza centrífuga? - Aparece cuando se observan objetos desde un marco de referencia que está girando o en movimiento circular. Es una fuerza aparente que parece actuar sobre los objetos en ese marco de referencia. 3) ¿Cuál es la dirección de la fuerza centrífuga? - La dirección de la fuerza centrífuga es radial hacia afuera desde el eje de rotación del marco de referencia giratorio. 4) ¿Qué significa “centrípeta”? - Significa “dirigido hacia el centro” o “que tiende hacia el centro”. Es el contexto de la fuerza centrífuga, se refiere a la fuerza que actúa hacia el centro de la trayectoria circular. 5) Cuando un móvil está en Movimiento Circular y la fuerza centrípeta desaparece, ¿qué tipo de trayectoria adquiere el cuerpo? - Adquirira una trayectoria rectilínea tangente a la circunferencia en ese punto. 6) ¿Por qué la fuerza centrífuga se considera una fuerza ficticia? - Se considera fuerza ficticia porque no es causada por una interacción real entre objetos. En lugar de eso, es una consecuencia de la inercia de los cuerpos en movimiento en un marco de referencia giratorio. 7) ¿Qué relación hay entre la fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta? - La fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta son opuestas en dirreción. La fuerza centrífuga actúa hacia afuera desde el centro de la rotación, mientras que la fuerza centrípeta actúa hacia adentro, manteniendo el objeto en su trayectoria circular. 8) ¿Cuáles son las variables de las qué depende el valor de la fuerza centrífuga? - El calor de la fuerza centrífuga depende de tres variables: la masa, el objeto en movimiento (m), la distancia desde el eje de rotación al objeto (r), y el cuadrado de la velocidad angular del marco de referencia giratorio (๐) 2 9) Mencione tres aplicaciones de la fuerza centrífuga. - Tres aplicaciones de la fuerza centrífuga son: a) Centrifugas: Se utilizan en laboratorios para separar componentes de una muestra líquida o sólida en función de su densidad. b) Embragues centrífugos: Se usan en dispositivos propulsados por motores como motosierras y karts, para activar la transmisión de forma automática a medida que aumenta la velocidad del motor. c) Gravedad artificial en estaciones espaciales giratorias: Se puede utilizar la fuerza centrífuga para simular la gravedad en estaiones espaciales rotatiorias, permitiendo a los astronautas vivir y trabajar en condiciones similares a la tierra. 10) Describa brevemente alguna aplicación de la fuerza centrífuga. - Una aplicación de la fuerza centrífuga es el uso de centrífugas en laboratorios. Estas máquinas giran a alta velocidad y aprovechan la fuerza centrífuga para separar componentes de una muestra, como células, partículas o sustancias de diferente densidad, permitiendo su análisis o purificación. Por ejemplo, se pueden separar las partes sólidas de una muestra de sangre o separar componentes celulares en biología molecular. 3
