¿Cuál es la diferencia entre la fuerza centrífuga y centrípeta?

En el séptimo grado, durante las lecciones de física, los escolares se someten a la mecánica, una sección sobre cómo los cuerpos se mueven e interactúan entre sí. Mecánica estudiando bloques, palancas, fuerzas. Incluyendo centrífuga y centrípeta.

Según los maestros de las escuelas de Moscú, cada cuarto estudiante no distingue una fuerza de otra. Los alumnos están confundidos por la raíz común: el centro . Es hora de averiguar qué es, cuál es la diferencia entre ellos y cómo se ven.

¿Qué es la fuerza centrífuga?

Primeros ejemplos:

  • Cuando la lavadora exprime la ropa mojada, el tambor gira rápidamente. Así sale el agua de la tela.
  • Lanzamiento de martillo en los juegos olímpicos. Antes de lanzar, el atleta gira alrededor de su eje, y luego suelta el martillo.
  • En los circos chinos, es popular un número con motociclistas en una bola de metal. Los especialistas son lanzados dentro de la estructura, donde aceleran y conducen sobre toda la superficie de la pelota. Incluso en la parte superior.
  • En un giro brusco de los pasajeros en el interior del coche lleva a un lado.

La fuerza centrífuga (F cb ) es una fuerza que actúa sobre un cuerpo en movimiento curvilíneo con una velocidad angular. Para encontrarlo, use dos fórmulas: F = ma o F = mv2 / r, donde m es la masa, a es la aceleración, v es la velocidad r es el radio.

F cb ocurre durante la inercia, cuando el cuerpo se mueve de forma curvilínea. Depende de dos cosas: el centro de rotación; Radio al sujeto. Por ejemplo, lanzamiento de martillo: un atleta comienza a girar alrededor de su eje junto con el proyectil. El alambre metálico es arrastrado por una bola que pesa como una mochila. Cuando el atleta suelta el mango, el martillo vuela en línea recta.

El martillo tira del cable al girar en el aire. Está influenciado por la inercia, que la "extrae" de la trayectoria del movimiento. Junto con ellos, la pelota es sostenida por el atleta y el alambre estirado. Por lo tanto, el proyectil no volará hasta que el atleta suelte el mango.

Ahora volviendo a la fórmula: el radio es la longitud del cable; La masa es el peso de la pelota; la velocidad es lo rápido que gira el atleta; Centro de rotación - el propio atleta.

¿Qué es la fuerza centrípeta?

Ejemplos:

  • La Tierra vuela alrededor del Sol en órbita.
  • El yo-yo está girando alrededor del brazo.
  • La noria hace un giro completo.

La fuerza centrípeta ( Fcc ) es la fuerza que actúa sobre un cuerpo en movimiento curvilíneo. Para encontrarlo, usa la fórmula: F = mv2 / r.

Fcc ocurre cuando el cuerpo se mueve en un círculo y algo lo mantiene en la trayectoria. Volvamos al ejemplo del lanzamiento de martillo: la bola gira en el aire, pero no vuela lejos del atleta más allá de la longitud del cable. Como si algo estuviera atrayendo al sujeto. Sostiene F cs .

Fcc es una generalización de otras influencias en el objeto de acción. Por ejemplo, un atleta sostiene un martillo o el Sol atrae a la Tierra a sí misma y no vuela lejos de la órbita.

En el primer caso, la pelota es mantenida por el propio atleta y la tensión del alambre. En el segundo - la Tierra no abandona la atracción del sol. Estos casos no tienen nada en común, pero los llaman igual.

F cc depende de: el radio entre el objeto; centro de rotación. Cuanto mayor sea la distancia entre el centro de rotación y el objeto, menos afectará. Por ejemplo, si atas una piedra a una cuerda de un metro, gírala, tirará con una fuerza F. Si cambias la cuerda a 2 metros, ya será F / 2.

Lo que es común entre ellos

Es hora de comparar fuerzas centrífugas y centrípetas. Tienen diferencias y similitudes. Aquí están las características comunes:

Igual en valor

La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica. Cuando el planeta vuela a una distancia de 147 millones de kilómetros, su velocidad es de 30, 2 km / s . Este sitio se llama perihelio. Aquí F cb sobre todo, porque la velocidad está por encima de la media, y la brecha entre el planeta con el centro de rotación es corta.

A una distancia de 152 millones de kilómetros del Sol, la velocidad desciende a 29, 2 km / s . Esta zona se llama afelio . Aquí F es la más baja, porque la distancia a la estrella es mayor y la velocidad es menor que la media.

Entre el perihelio y el afelio, el planeta vuela a una velocidad promedio de 29.8 km / s .

Levantarse simultaneamente

Aparecen cuando el sujeto se mueve de forma curvilínea. Aquí hay ejemplos de claridad:

En el diseño de la pala con un motor eléctrico colgaban dos cargas. El motor los hizo girar, apareció la inercia. Comenzaron a girar sobre las cuchillas, pero no volaron. Mantuvieron F cs .

El coche aceleró a 120 km / hy dio un giro. El auto patinó, cambió la dirección del movimiento a expensas de F cb . Pero el coche no salió del camino y se quedó en el carril. Sucedió porque F cc se quedó con el auto.

En todos los ejemplos, comenzaron a actuar simultáneamente.

Como difieren

Ocurren cuando el cuerpo se mueve de forma curvilínea. Sus valores son iguales. Pero no son lo mismo. Es hora de averiguar cuál es la diferencia.

Diferente en direccion

La primera diferencia es la dirección. El hecho de que sean iguales entre sí y aparezcan simultáneamente no significa que sus vectores estén mirando en la misma dirección.

La tierra gira alrededor del sol en su órbita. Ella está tratando de separarse de la estrella para volar a la galaxia. Pero algo la retiene.

F cb se dirige desde el centro de rotación. Ella saca el planeta lo más lejos posible de la estrella. Pero ¿por qué es el perihelio más grande? Debido a que cuanto más cerca está el planeta del centro, más actúan sobre él. Si sustituimos la velocidad y el radio del perihelio en la fórmula F = mv2 / r, y luego el afelio, resulta que F cb es mayor en la sección corta.

Fcc es lo contrario de centrífuga. Se dirige al centro y no permite que el cuerpo abandone la trayectoria.

Para F banco central y F cc, la tercera ley de Newton funciona: F 1 = -F 2 . Los cuerpos actúan entre sí de igual magnitud, pero opuestos en dirección. Por lo tanto, la tierra todavía gira alrededor del sol.

Fuentes de ocurrencia

Además de los vectores de dirección opuesta, tienen otra diferencia: la causa de la apariencia.

La inercia aparece cuando el objeto se mueve de forma curvilínea. Es decir, el automóvil intenta moverse en línea recta cuando entra en un giro a una velocidad de 120 km / h.

F cc aparece de diferentes fuentes: el empuje del motor evita que el automóvil salga de la carretera; el poder del atleta y la tensión del alambre sostienen el martillo; El sol atrae a la tierra. Todos estos ejemplos son fenómenos físicos diferentes, pero se llaman los mismos.

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