Física 1 Clase 4 Ejercicio 31

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Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
Física 1 Clase 4 Ejercicio 31 
Para determinar la fuerza necesaria para mantener a un objeto en movimiento circular en una 
trayectoria determinada, utilizamos la segunda ley de Newton para movimiento circular. Esta ley 
establece que la fuerza neta en dirección centrípeta que actúa sobre un objeto en movimiento 
circular es la responsable de mantenerlo en su trayectoria curva. 
 
La fuerza centrípeta se define como: 
 
Fuerza centrípeta (Fc) = (Masa del objeto (m) * Velocidad lineal (v)²) / Radio de la trayectoria (r) 
 
Donde: 
- Fuerza centrípeta (Fc) se mide en newtons (N). 
- Masa del objeto (m) se mide en kilogramos (kg). 
- Velocidad lineal (v) se mide en metros por segundo (m/s). 
- Radio de la trayectoria (r) se mide en metros (m). 
 
Explicación paso a paso: 
 
1. Asegúrate de que todas las unidades estén en el Sistema Internacional (SI) para realizar los 
cálculos correctamente. 
 
2. Conoce el valor de la masa del objeto, su velocidad lineal y el radio de la trayectoria circular en 
la que se mueve. 
 
3. Sustituye los valores conocidos en la fórmula de fuerza centrípeta para calcular la magnitud de 
la fuerza necesaria para mantener el objeto en su trayectoria circular. 
 
Un ejemplo: 
 
Supongamos que un objeto con una masa de 2 kg se mueve en una trayectoria circular con una 
velocidad lineal de 5 m/s y un radio de la trayectoria de 3 metros. 
Guía de física 2do CUATRIMESTRE 2023 
 
Vamos a calcular la fuerza centrípeta necesaria para mantener el objeto en su trayectoria circular: 
 
Fuerza centrípeta (Fc) = (Masa del objeto (m) * Velocidad lineal (v)²) / Radio de la trayectoria (r) 
 
Fc = (2 kg * (5 m/s)²) / 3 m 
 
Fc = (2 kg * 25 m²/s²) / 3 m 
 
Fc = 50 N / 3 ≈ 16.67 N 
 
La fuerza centrípeta necesaria para mantener el objeto en movimiento circular en esta trayectoria 
determinada es aproximadamente 16.67 newtons (N). Esta fuerza debe apuntar hacia el centro de 
la circunferencia para mantener el objeto en su trayectoria curva. 
 
Es importante destacar que la fuerza centrípeta es una fuerza ficticia, ya que no se trata de una 
fuerza real que actúa sobre el objeto, sino que es el resultado de la inercia del objeto que tiende a 
moverse en línea recta y la fuerza real que lo mantiene en su trayectoria curva. La fuerza centrípeta 
es un concepto fundamental en la mecánica del movimiento circular y se aplica en diversos 
campos, como en la dinámica de vehículos que toman curvas o en el diseño de máquinas que 
utilizan movimientos circulares.