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1. IDENTIFICACIÓN
Área: Ciencias Naturales
(Física)
Unidad: Dinámica Tema: Fuerzas Centrífuga y Centrípeta. -
Fuerza de Atracción Gravitacional
Grado: 10° Tiempo: 2 semanas Profesor: Jesús Alfredo Mantilla Lobo
2. PROPÓSITO
1. Identificar cuándo se presenta fuerza Centrípeta o fuerza Centrífuga. 2. Aplicar la Fuerza de Atracción Gravitacional en la solución de algunos problemas.
3. BASE CONCEPTUAL o CONTENIDO
Fuerza Centrípeta (Fcp)
Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o a la componente de la
fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una
trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de
curvatura de la trayectoria. El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse
hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton.
La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la
dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica.
Fuerza Centrífuga (Fcf)
Fuerza centrífuga es la que tiende a alejar los objetos del centro
de rotación del eje mediante la velocidad tangencial,
perpendicular al radio, en un movimiento circular.
Sabemos que cuando una partícula describe un M.C.U. posee una
aceleración dirigida hacia el centro de la trayectoria, es decir:
𝑎𝑐𝑝 = 𝑣𝑡
2
𝑅
Fuerza de Atracción Gravitacional (Fg)
La fuerza de atracción gravitacional es la fuerza con que la Tierra
nos atrae hacia el suelo, es la culpable de que, al perder el
equilibrio, nos vayamos de bruces al piso. Podemos medirla
sencillamente al pararnos en una balanza. Esa extraña fuerza que retiene nuestros pies sobre la superficie
no es otra cosa que el peso.
Constante de Gravitación Universal (G)
La constante de gravitación universal es una constante física
obtenida de forma empírica, que determina la intensidad de la
fuerza de atracción gravitatoria entre los
cuerpos. Se denota por G y aparece en la Ley de gravitación universal de Newton.
La medida de "G" fue obtenida
implícitamente por primera vez por Henry
Cavendish en 1798, utilizando la balanza
conocida como balanza de Cavendish (Figura arriba).
𝐺 ≈ 6,67384 𝑥 10−11 𝑁.𝑚2
𝑘𝑔2
2
4.TALLER
1. Un disco de 20 cm de radio gira a 33,3 r.p.m. en un tocadiscos. Una moneda de 5 g de masa descansa en el borde exterior del
disco. ¿Cuál es el valor de la fuerza de rozamiento si la moneda
no se desliza? Sol: Gráfica de la situación planteada
r = 20 cm f = 33,3 r.p.m.=0,56 s–1 m = 5 g Froz = ?
0FFF Croz
Froz = FC = 4m2rf2 = 4(5 g)(2)(20 cm)(0,56 s–1)2
Froz = 1.238,0431338 d
2.
5. PROCESO DE EVALUACIÓN
Resuelve los siguientes ejercicios, tal y como se te ha
enseñado en clase, con sus respectivas gráficas.
1. Un avión de juguete de 450 g de masa, vuela en un círculo de
8 m de radio atado a una cuerda horizontal. El avión da una vuelta cada 6 s. ¿Cuál es la tensión de la cuerda?
2. Las masas en un aparato tipo Cavendish son m1 = 10 kg y m2
= 10 g, separados sus centros 5 cm. ¿Cuál es la fuerza de atracción gravitacional entre las masas?
R/.Fg = 2,668x10–9 N
3. Calcula la fuerza de atracción de la Tierra sobre la Luna, si la mL = 7,35 x 1022 kg.
4. Un auto de 1.800 kg toma una curva sin peralte que tiene un
radio de 100 m. La fuerza máxima de fricción que la carretera puede ejercer sobre el coche es 8.000 N. ¿A qué velocidad
máxima puede el auto viajar alrededor de la curva sin deslizarse?
R/. Vmáx = 21,08 m/s = 76 km/h
5. (INTERPRETAR SITUACIONES) Un motociclista está dando vueltas dentro de una jaula de la muerte, la cual es esférica
de radio r como muestra la figura. La masa del conjunto moto-
motociclista es m.
La fuerza centrípeta F ejercida sobre el conjunto moto-motociclista en el punto A es la mostrada en:
A B C D
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