Aceleración/fuerza centrípeta y centrífuga [duplicado]

La fuerza centrípeta actúa hacia el centro y es necesaria para mantener un objeto en movimiento circular.

Correcto.

Pero la fuerza centrífuga es igual a la magnitud de la fuerza centrípeta y actúa en dirección hacia afuera y, por lo tanto, contrarresta la fuerza centrípeta.

La fuerza centrífuga es una fuerza aparente o ficticia que parece ser responsable del movimiento radial hacia afuera de un objeto visto en el marco de referencia no inercial (giratorio). Pero el movimiento radial hacia afuera no es el resultado de una fuerza radial hacia afuera, como se explica a continuación, sino una consecuencia de la primera ley de Newton.

Entonces, ¿por qué se requiere fuerza centrípeta para el movimiento circular?

La respuesta corta es porque la fuerza centrípeta es la única fuerza real que actúa sobre el objeto. La fuerza centrífuga no es una fuerza real y, sin una fuerza centrípeta, un objeto se moverá con un movimiento uniforme en línea recta visto desde un marco de referencia inercial (no giratorio), debido a la primera ley de Newton.

La primera ley de Newton dice que un objeto en reposo o en movimiento uniforme en línea recta permanecerá en reposo o en movimiento uniforme en línea recta a menos que una fuerza externa actúe sobre él. O, para darle la vuelta, si ninguna fuerza externa actúa sobre un objeto, ese objeto permanecerá en reposo o permanecerá en movimiento uniforme en línea recta.

Vista desde un marco de referencia inercial (no giratorio), la fuerza centrípeta es la fuerza externa que actúa sobre el objeto hacia el centro de la trayectoria circular, lo que hace que el objeto se mueva en una trayectoria circular en lugar de en línea recta según la primera ley de Newton. La fuerza centrípeta es la ÚNICA fuerza externa que actúa sobre el objeto.

Visto en el marco de referencia giratorio (no inercial), sin una fuerza centrípeta que actúe sobre el objeto, parecerá que hay una fuerza que hace que el objeto se mueva radialmente hacia afuera. Esta es la fuerza centrífuga ficticia. Es ficticio porque lo que realmente se observa no es la consecuencia de una fuerza. Lo que se observa es el mismo movimiento en línea recta uniforme que se observa en el marco de referencia inercial según la primera ley de Newton, excepto que parece ser un movimiento radial hacia afuera cuando se ve desde el marco de referencia giratorio (no inercial).

Espero que esto ayude

La fuerza centrípeta es la fuerza que se aplica por la restricción que es responsable del movimiento circular. Si la "restricción" de alguna manera se vuelve ineficiente en su trabajo en un punto ( por ejemplo, si la cuerda atada a la piedra se rompe, o si un automóvil patina o no hay suficiente fricción ), el objeto continuará moviéndose en línea recta. línea, es decir, la tangente a ese punto.

Esto se debe a la inercia del cuerpo.

Ahora respondiendo a sus preguntas,

Pero la fuerza centrífuga es igual a la magnitud de la fuerza centrípeta y actúa en dirección hacia afuera y, por lo tanto, contrarresta la fuerza centrípeta.

El término fuerza centrífuga no es una fuerza real. No es una fuerza en absoluto. Entonces no contrarresta la fuerza centrípeta porque no tiene existencia.

De hecho, es solo una construcción matemática utilizada mientras se trabaja en un marco acelerado para obtener el valor de Newton.$1$pararse$2$y la ley funciona, pero como estamos en el terreno, no necesitamos invocar ninguna "pseudofuerza".

Entonces, ¿por qué se requiere fuerza centrípeta para el movimiento circular?

Como mencioné antes, se requiere fuerza centrípeta para mover el objeto en círculos. Siempre tira del objeto hacia el centro. La razón por la que el objeto no gira hacia el centro es porque el objeto tiene algo de masa y, por lo tanto, tiende a continuar el movimiento en línea recta. Se debe aplicar una fuerza continuamente para que funcione en círculos.

La fuerza centrípeta es necesaria para que un objeto permanezca en movimiento circular porque lo único que la fuerza centrípeta es responsable de cambiar es la dirección de la velocidad, y no la magnitud. El vector de fuerza centrípeta apunta perpendicular al vector de velocidad en cada instante en la trayectoria circular del objeto. La fuerza centrífuga no es una fuerza de inercia real, porque el objeto está acelerando, es una fuerza que es aparente debido a un marco de referencia acelerado, similar a cuando giras en un automóvil sientes una "fuerza" sobre ti desde tu asiento tratando de empujarlo en la dirección opuesta del giro. Estas no son fuerzas reales que actúan sobre el objeto, por lo que no se suman para obtener una fuerza neta cero como la que describe en su pregunta. Entonces, en resumen,