Física 1 Clase 2 Ejercicio 10

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Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
Física 1 Clase 2 Ejercicio 10 
Para calcular la fuerza centrípeta necesaria para mantener a un objeto en Movimiento Circular 
Uniforme (MCU), necesitamos conocer dos valores clave: la masa del objeto (m) y la velocidad 
lineal del objeto (V). La fuerza centrípeta es la fuerza dirigida hacia el centro de la trayectoria 
circular que mantiene al objeto en su movimiento circular. 
 
En un MCU, la fuerza centrípeta se crea debido a la aceleración centrípeta que experimenta el 
objeto. Esta aceleración es siempre dirigida hacia el centro de la trayectoria y se define como: 
 
Aceleración centrípeta (a) = Velocidad lineal (V) al cuadrado / Radio de la trayectoria (r) 
 
La fuerza centrípeta se relaciona con la aceleración centrípeta a través de la segunda ley de 
Newton, que establece que la fuerza centrípeta (Fc) es igual a la masa del objeto (m) multiplicada 
por la aceleración centrípeta (a): 
 
Fuerza centrípeta (Fc) = masa del objeto (m) * aceleración centrípeta (a) 
 
Sustituyendo la aceleración centrípeta en términos de velocidad lineal y radio, obtenemos la 
fórmula para calcular la fuerza centrípeta: 
 
Fuerza centrípeta (Fc) = masa del objeto (m) * (Velocidad lineal (V) al cuadrado / Radio de la 
trayectoria (r)) 
 
Explicación paso a paso: 
 
1. Asegúrate de que la masa del objeto esté expresada en unidades coherentes, como kilogramos 
(kg), la velocidad lineal en unidades como metros por segundo (m/s) y el radio de la trayectoria en 
metros (m). 
 
2. Conoce el valor de la masa del objeto (m), la velocidad lineal del objeto (V) y el radio de la 
trayectoria (r). 
 
Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
3. Sustituye los valores conocidos en la fórmula de la fuerza centrípeta para calcular la fuerza 
necesaria para mantener al objeto en su movimiento circular. 
 
4. Realiza la operación matemática para obtener la fuerza centrípeta. 
 
Un ejemplo: 
 
Supongamos que un objeto de masa 2 kg se mueve en un MCU con una velocidad lineal de 10 m/s 
y un radio de trayectoria de 4 metros. 
 
Vamos a calcular la fuerza centrípeta necesaria para mantener al objeto en su movimiento circular: 
 
Fuerza centrípeta (Fc) = masa del objeto (m) * (Velocidad lineal (V) al cuadrado / Radio de la 
trayectoria (r)) 
 
Fc = 2 kg * (10 m/s)^2 / 4 m 
 
Fc = 2 kg * 100 m²/s² / 4 m 
 
Fc = 200 kg m/s² 
 
Fc = 200 N 
 
La fuerza centrípeta necesaria para mantener al objeto en MCU es de 200 newtons (N). Esta fuerza 
es proporcionada por una fuerza externa, como la tensión de una cuerda, la fuerza gravitatoria o 
cualquier otra fuerza que aplique una aceleración centrípeta al objeto. Sin esta fuerza centrípeta, 
el objeto dejaría de moverse en MCU y seguiría una trayectoria rectilínea debido a su inercia.