La fuerza centrípeta

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La fuerza centrípeta es la fuerza que produce en la partícula la aceleración centrípeta. Dada la masa del móvil, y basándose en la segunda ley de Newton ( ) se puede calcular la fuerza centrípeta a la que está sometido el móvil mediante la siguiente relación:

Dinámica del movimiento circular uniforme:

En este tipo de movimiento existe únicamente aceleración normal constante (centrípeta: a=v2/r), la aceleración tangencial (con sentido tangente a la trayectoria en cada punto) será nula. Ésta aceleración tendrá que ser originada también por una fuerza constante dirigida en la misma dirección y sentido (recordamos que F=m•a), es decir, perpendicular a la dirección de la velocidad y con sentido hacia el centro de la circunferencia. Su valor vendrá dado por: F = m•anormal = m•v2/r. La velocidad angular viene representada por un vector axial cuya dirección es perpendicular al plano de giro y su sentido sigue la regla del tornillo. .

Por lo tanto, v= ω2•r y F = m•v2/r = m•ω2•r. A esta fuerza se le llama fuerza normal o fuerza centrípeta.

Dinámica del movimiento circular uniformemente acelerado:

En este caso existen las dos aceleraciones, la tangencial, constante, y la normal, variable. Por lo tanto, en principio, hemos de admitir la necesidad de dos fuerzas: una fuerza tangencial, constante y en la misma dirección que la aceleración tangencial y otra fuerza normal o centrípeta, variable, perpendicular a la dirección de la velocidad y con sentido hacia el centro de la circunferencia.

Ambas fuerzas, al ser simultáneas y actuar sobre un mismo punto, forman un sistema que, evidentemente, puede ser sustituido por una sola fuerza resultante: .

Ésta, según lo expuesto, deberá descomponerse en dos componentes rectangulares según estas características:

- La que actúe en la dirección de la velocidad será de módulo constante.

- La que actúe perpendicularmente a la velocidad y con sentido hacia el centro de la circunferencia será variable y su valor en cada instante corresponderá a la expresión. m•v2/r. El módulo de la fuerza resultante vendrá dado (por la ley de Pitágoras): .

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