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Física 4° Secundaria

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SEMANA

Aplicaciones al Movimiento Circular
Si analizamos un movimiento curvilíneo cualquiera, observaremos que la velocidad tangencial cambia
continuamente de dirección; ello presupone la existencia de una aceleración, la cual sólo podrá justificarse si
existe una fuerza resultante que la produce. Esto nos conduce a la aceptación del siguiente principio:

“Ningún cuerpo con movimiento curvilíneo se encontrará en equilibrio”

Así pues, los movimientos de trayectoria curva se deberán analizar como un caso especial de la Dinámica, a
la que denominaremos Dinámica Circular, para lo cual la Segunda Ley de Newton se reformula utilizando los
conceptos de aceleración y fuerza centrípeta.

Fuerza Centrípeta (Fcp)
Analizando el ejemplo de la figura, podemos decir que si la cuerda se rompiera en “A” el cuerpo por inercia
continuaría moviéndose en línea recta y saldría por la tangente; luego, debe existir una acción que le impida
hacerlo y que lo regrese a la curva. Sin duda, esto ocasionaría la existencia de una aceleración centrípeta
“c”, que es la que cambia la dirección de la velocidad tangencial “t”, y la fuerza que genera a aquella se llama
fuerza centrípeta “FC”, que de acuerdo con la segunda Ley de Newton deberá cumplir con:

m.a = F cp Eje
c
tangencial
donde: F = F radiales
cp
y en términos más simples Eje A
se recomienda: radial m
F t


m.a = F - F F
c
van al salen del cp
centro centro O
(Centro de giro)
v 2
2
t
donde: a = = . r

r
c

V
F c
(a) (b)

(a) La tensión hacía adentro que el cordel ejerce sobre la piedra hace que ésta se mueva en
una trayectoria circular. (b) Si el cordel se rompe, la piedra sale volando en dirección
tangencial al círculo

Un ejemplo del movimiento circular uniforme consiste en dar vueltas en una trayectoria circular a una piedra
atada a un cordel, como ilustra la figura. Mientras la piedra gira con rapidez constante, la fuerza hacia el
centro originado por la tensión en el cordel cambia constantemente la dirección de la piedra, haciendo que
ésta se mueva en una trayectoria circular. Si el cordel se rompiera, la piedra saldría disparada en una
dirección tangencial, o sea perpendicular al radio de su trayectoria circular.

Fuerza Tangencial (FT)
Es aquella fuerza que actúa a lo largo de la tangente de una trayectoria curva, por tanto, la fuerza tangencial
es colineal con la velocidad lineal en cada punto de la trayectoria. Esta fuerza es la que genera la aceleración
tangencial. Al hacer el D.C.L. del cuerpo en movimiento circular, se observará que las fuerzas tangencial y
centrípeta son siempre perpendiculares entre sí. El valor de la fuerza tangencial viene dada de este modo.

t F  m.a t
Ojo !!!
Si en un movimiento curvilíneo desaparece la fuerza centrípeta existente, el móvil desde dicho punto
continuará con movimiento rectilíneo uniforme y con velocidad que presentó al llegar a dicho lugar.

Cuidado !!!
La fuerza centrípeta no es una fuerza adicional que debemos agregar en el D.C.L. de un cuerpo que gira, pues
en realidad se trata de la resultante de todas las fuerzas de dirección radial.

2 Bimestre -234-
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