Aceleración centrípeta: definición, fórmula y ejemplo

¿Qué es la aceleración centrípeta?

Si hace girar una pelota con una cuerda sobre su cabeza, la pelota está experimentando una aceleración centrípeta. Si conduce su automóvil en un círculo, su automóvil está experimentando una aceleración centrípeta. Y un satélite que orbita la Tierra también tiene una aceleración centrípeta.

La aceleración centrípeta es la idea de que cualquier objeto que se mueva en un círculo, en algo llamado movimiento circular , tendrá un vector de aceleración apuntando hacia el centro de ese círculo. Esto es cierto incluso si el objeto se mueve alrededor del círculo a una velocidad constante. Centrípeto significa hacia el centro.

Una aceleración es un cambio de velocidad. Entonces, ¿cómo puede tener una aceleración algo que se mueve a una velocidad constante en un círculo? Bueno, la velocidad y la velocidad no son lo mismo. La velocidad es lo rápido que vas. Es un escalar porque no tiene dirección. La velocidad , por otro lado, es su velocidad y dirección. Es un vector porque tiene una dirección. Por ejemplo, 3 millas por hora es una velocidad, pero 3 millas por hora al sur es una velocidad.

Dado que un objeto que se mueve en un círculo cambia constantemente de dirección, su velocidad cambia constantemente. Y siempre que la velocidad de algo cambia, aunque solo sea su dirección, no su velocidad, ese objeto debe estar acelerando.

Una fuerza siempre provoca la aceleración centrípeta. Para un juego de swingball (o tetherball), es la tensión en la cuerda. Para un satélite, es la fuerza de gravedad. Para un automóvil que gira en una esquina, es la fuerza de fricción entre el automóvil y la carretera. Si quita esa fuerza, quita la aceleración centrípeta, y si quita la aceleración centrípeta, el objeto continuará en una línea recta tangente al círculo.

Ecuación

La aceleración se mide en metros por segundo por segundo. Esto se debe a que es el número de metros por segundo en el que cambia su velocidad … cada segundo. Para un objeto que se mueve en movimiento circular, podemos calcularlo usando la siguiente ecuación:

En esta ecuación:

a es la aceleración centrípeta, medida en metros por segundo por segundo (m / s / s)
v es la velocidad numérica del objeto, medida en metros por segundo (m / s)
r es el radio del círculo, medido en metros (metro)

Ejemplo

Digamos que estás conduciendo por la calle a 50 metros por segundo, cuando de repente tomas una esquina bruscamente sin reducir la velocidad en absoluto. Suponiendo que logras mantenerte en la carretera sin lastimarte, y si el radio de la curva fuera de 5 metros, ¿cuál fue tu aceleración centrípeta?

Con base en la ecuación, necesitamos elevar al cuadrado la velocidad y dividirla por el radio. Entonces, 50 al cuadrado, dividido por 5. Si escribe eso en una calculadora, obtiene 500 m / s / s de aceleración.

Teniendo en cuenta que esto es 50 veces la aceleración de los objetos que caen bajo la gravedad, creo que es justo decir que si lo intentas, ¡no es probable que logres doblar la esquina!

Resumen de la lección

Revisemos. La aceleración centrípeta es la idea de que cualquier objeto que se mueva en un círculo tendrá un vector de aceleración apuntando hacia el centro de ese círculo. Centrípeto significa hacia el centro. Incluso un objeto que se mueve a una velocidad constante alrededor de un círculo no tendrá una velocidad constante. Esto se debe a que la velocidad es un vector. Tiene velocidad y dirección. Un objeto que se mueve en un círculo cambia constantemente de dirección, por lo que cambia constantemente de velocidad. Y, si hay un cambio en la velocidad, debe haber una aceleración. Si la aceleración centrípeta se eliminara repentinamente, una bola que girara alrededor de una cuerda iría en línea recta, tangente al círculo. La aceleración centrípeta se mide en metros por segundo por segundo (m / s / s) y se puede calcular usando la ecuación a = v ^ 2 / r .

Aceleración centrípeta: vocabulario clave

Satélite orbitando la Tierra

• Aceleración centrípeta : objeto que se mueve en un círculo con un vector de aceleración apuntando al centro del círculo
• Centrípeto : ‘hacia el centro’
• Aceleración : cambio de velocidad
• Velocidad : qué tan rápido va un objeto; es un escalar
• Velocidad : la velocidad y dirección de un objeto; es un vector

Los resultados del aprendizaje

Después de completar esta lección, los estudiantes deberían poder:

• Definir aceleración centrípeta
• Explica cómo funciona la aceleración centrípeta.
• Recuerde cómo medir y calcular la aceleración centrípeta