La Esfera Encantada

La esfera encantada

El experimento de la esfera encantada consistió en demostrar como la fuerza centrífuga puede mantener un objeto a cierta inclinación cuando se tiene una velocidad constante y el objeto giratorio tenga algún soporte que evite que el objeto siga alejándose del centro.

La manera de demostrarlo fue poner 2 cuentas en un aro de alambre que tenía una aguja de tejer como eje. De manera que al hacer girar el aro en su propio eje la fuerza centrífuga hacia que las cuentas subieran hasta la mitad del aro y ahí se mantuvieran ya que la gravedad y el ángulo de inclinación del aro no les permitían seguir subiendo.

También se demostró que la fuerza centrífuga funciona igual con objetos más pesados o más ligeros ya que lo que importa es la velocidad que lleva al girar sobre su eje.

Leyes físicas

Entre las leyes físicas que se utilizaron están la velocidad angular y la fuerza centrífuga.

Velocidad angular:

Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo, es decir es la velocidad que lleva un objeto al cambiar (Incrementarlo o disminuirlo) de ángulo en cierto tiempo.

Fuerza centrífuga:

Es una fuerza ficticia que aparece cuando se describe el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación, o equivalentemente la fuerza aparente que percibe un observador no inercial que se encuentra en un sistema de referencia giratorio. El calificativo de "centrífuga" significa que "huye del centro". Es decir, es la fuerza que aleja los objetos del centro cuando la base gira sobre su propio eje.

Comprobación de las leyes

Obtener los datos

Radio aro: 10.25 cm

Masa cuentas: 8 gr. 10 gr.

Perímetro aro: 66.5 cm

Incremento del ángulo: 90°

Tiempo: 2 segundos

Calcular la velocidad angular

Convertir los radianes/segunda a cm/seg

w=∆θ/∆t

w=(90°)/(2 seg) ((Incremento de ángulo))/((Incremento de tiempo))

w=45rad/seg x (57.3°)/(1 rad) x (1 rev)/(360°) x (66.5 cm)/(1 rev)=476.3062cm/seg

Calcular la fuerza centrífuga

F_cf=m.r.w^2

F_cf=(8 gr).(10.25 cm).〖(476.30 cm/seg)〗^2=18602658.58(gr cm)/〖seg〗^2 =Dinas

F_cf=(10 gr).(10.25 cm).〖(476.30 cm/seg)〗^2=23253323.23(gr cm)/〖seg〗^2 =Dinas

Convertir las Dinas en Newtons

18602658.58 Dina x (1 Newton)/(100000 Dinas)=186.02 Newton

23253323.23 Dina x (1 Newton)/(100000 Dinas)=232.53 Newton

Preguntas con respecto al fenómeno físico

¿Qué es lo que hace que las cuentas no puedan llegar hasta la parte de arriba del aro?

R= La combinación de la fuerza centrífuga con la fuerza de gravedad.

¿Qué pasaría si las cuentas se encontrarán en la parte de arriba del aro en vez de abajo?

R= La fuerza centrífuga hace que las cuentas

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