¿Cuál es la diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga?

En un problema de tarea me preguntaron: En un giro peraltado equilibrado, un aumento en el ángulo de ataque será:?

Las respuestas son: 1/ reducir la resistencia inducida. 2/ aumentar la fuerza centrípeta. 3/ aumentar la fuerza centrífuga. 4/ no tienen efecto en el turno.

Obviamente, las respuestas 1 y 4 son incorrectas, pero ¿qué pasa con la fuerza centrípeta frente a la centrífuga? ¿Cuál es la diferencia entre los dos?

¿Has hecho algún esfuerzo por responderla tú mismo? ¿Qué opinas de las opciones?
Creo que su aumento en la fuerza centrípeta
¿Puedes explicar por qué sería eso?
@AmranAlbalushi: La fuerza centrípeta es correcta, pero no se limite a hacer sus preguntas de tarea en este sitio. Una pregunta apropiada podría ser cuál es la diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga. Una pregunta redactada de esta manera ayudará a otros que tengan la misma pregunta.
@DLH la cuestión es que no estoy muy seguro, así que quiero entenderlo bien, podría estar equivocado, así que quiero que alguien me lo aclare, por eso estoy preguntando esto
Entonces, ¿alguien puede explicarme por qué?
@AmranAlbalushi: A riesgo de enojar a mis colegas, iré y responderé la pregunta ya que eres nuevo. Sin embargo, las preguntas formuladas en este sitio no deben ser simplemente preguntas de tarea que soliciten la respuesta correcta. Si está confundido acerca de cierto concepto (como la diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga), simplemente pregunte eso. Si no le importa, editaré su pregunta para que no obtenga más votos negativos.
Por favor, hazlo como soy nuevo aquí, así que no sé cómo va este sitio.
Disfruto ahogándome en un atolladero terminológico.

Respuestas (5)

Dos de las respuestas dadas, las opciones (2) y (3), son correctas en diferentes sistemas de referencia. Depende del sistema de referencia del observador :

  • En un sistema de referencia no acelerado , las fuerzas centrífugas no existen. El aumento del ángulo de ataque aumenta la fuerza centrípeta , lo que aumenta la velocidad de giro. La fuerza de reacción de la fuerza centrípeta es la fuerza innata del plano.

  • Un pasajero en el avión observa el escenario desde dentro de un sistema de referencia acelerado . El avión está girando sin motivo aparente. El cuerpo del pasajero quiere moverse en línea recta y parece ejercer una fuerza sobre el asiento. Esta fuerza virtual se llama centrífuga . El asiento parece reaccionar sosteniendo el cuerpo con la misma cantidad de fuerza. Cuando el piloto aumenta el ángulo de ataque del giro equilibrado, la fuerza centrífuga aumentará. El observador dentro del sistema giratorio no es consciente de la fuerza centrípeta. La fuerza centrípeta no existe para él.

¡Las fuerzas centrípetas y centrífugas nunca coexisten en el mismo sistema de referencia! Aunque puedan parecer fuerzas contrarias entre sí, no deben entenderse así.

La fuerza centrífuga es una construcción para explicar nuestra percepción y, a veces, para simplificar los cálculos en sistemas de referencia giratorios.

Entre los dos, la fuerza centrípeta es la noción más fundamental . Realmente describe lo que está pasando, por lo tanto (2) es la mejor respuesta desde un punto de vista científico. No obstante, (3) la fuerza centrífuga es una respuesta válida si se establece la referencia a un sistema giratorio. Ese parece ser el caso en la pregunta. La fuerza centrífuga describe lo que siente un ocupante que no es consciente de la rotación.

Es posible que deseemos considerar tanto las fuerzas centrípetas como las centrífugas como términos arcaicos. La aceleración y la carga creada por la aceleración es otra forma de verlo. David balanceó su honda con fuerza centrípeta sobre la cuerda, pero la piedra voló en la dirección instantánea de viaje cuando la cuerda se soltó. Entonces, se soltó cuando la piedra se movía hacia el objetivo, aproximadamente a 90 grados de la línea entre el hondero y el objetivo. El ángulo real tiene en cuenta la longitud de la cuerda, formando un triángulo entre el hondero, el objetivo y la posición de la piedra en el momento del lanzamiento.
@RobertDiGiovanni "la carga creada por la aceleración"* Esta es una forma muy engañosa de ver las cosas. Las aceleraciones no causan fuerzas (cargas en su redacción), las fuerzas causan aceleraciones.
Sin embargo, las llamamos fuerzas G, lo que podría considerarse doblemente incorrecto. Este foro muchas veces ha ayudado mucho a aclarar cuáles son esencialmente las diferencias en el lenguaje más que en los conceptos. Feliz de estar aqui.
Esta es una buena respuesta: voy a ofrecer una ligeramente diferente en la línea de los comentarios anteriores, siéntase libre de comentarla.
La fuerza centrípeta es una fuerza de interacción y como tal existe en todos los marcos de referencia y es la misma en todos ellos (al menos bajo la mecánica newtoniana; no estoy completamente seguro acerca de la mecánica relativista). Por lo tanto, coexisten en el marco de referencia giratorio (el que está unido al plano).
Estimado @JanHudec, ¿estaría de acuerdo en que la fuerza centrípeta se define como una fuerza que actúa de manera perpendicular al movimiento de un cuerpo en movimiento?
@bogl, no, no lo haría. Yo lo definiría como una fuerza que actúa en dirección a un centro. Sí, en el marco de referencia giratorio el objeto no se mueve, pero es la misma fuerza que llamas centrípeta en el marco no giratorio, por lo que llamarla de manera diferente en el giratorio no tiene sentido.
@bogl, en otras palabras, puede argumentar que la fuerza no debería llamarse 'centrípeta' en el marco de referencia giratorio, pero la fuerza en sí definitivamente existe allí. A diferencia de la fuerza centrífuga (inercial), que en realidad es efecto de la rotación del marco de referencia y, por lo tanto, realmente no existe en el marco no giratorio.
@JanHudec Si no acepta la definición de un término fundamental, no sorprende que tenga problemas para aceptar el resto.
@bogl, la fuerza se llama centrípeta, porque mantiene el cuerpo en movimiento circular, visto desde el movimiento de inercia. Dado que es una fuerza 'real', existe en todos y cada uno de los marcos de referencia. Dejar de llamarla 'centrípeta' de repente es una noción muy diferente a la de la fuerza que no existe. Especialmente porque el último es el caso de la fuerza centrífuga. Bueno, fuerza centrífuga de inercia de todos modos, porque algunos también definen 'fuerza centrífuga de reacción' como la fuerza ejercida por los ocupantes de la aeronave y que también existe en ambos marcos de referencia (pero actúa sobre un objeto diferente) .
… si dijeras que la fuerza no se llama centrípeta en el marco giratorio, no tendría problema con eso. Pero la fuerza existe en cualquier marco de referencia. Diferentes nombres no cambian eso.
@JanHudec Tienes razón solo en la medida en que siempre hay dos fuerzas opuestas. Una es siempre una reacción a la otra. Cuál es cuál es sintomático para la elección del sistema de referencia. El observador global ve actuar una fuerza centrípeta. Un observador giratorio (que no es consciente de que gira) cree sentir una fuerza centrífuga actuando. Nunca son los dos al mismo tiempo. Y sí, todo esto se trata de nombres, ¡ese ES el punto!
@bogl, no, siempre hay dos fuerzas de interacción opuestas, que actúan sobre la aeronave y el aire respectivamente (principio de acción y reacción), pero la fuerza centrífuga en el marco de referencia giratorio se suma a eso. Las fuerzas de inercia, excepto la fuerza gravitacional, no siguen el principio de acción y reacción. Además, se trata de los nombres, pero una vez que le da un nombre a la situación, debe mantener ese nombre incluso cuando cambia entre marcos de referencia, porque podría no ser el nombre que le daría en el otro marco, pero sigue siendo la misma fuerza.
@JanHudec Creo que el problema es que la mayoría de las cosas que dice son ciertas en un marco de referencia inercial, que no es el marco giratorio. La fuerza centrífuga es simplemente una muleta para mirar un sistema giratorio como si no estuviera girando. Sin rotación, sin fuerza centrípeta. ¡Es una noción, no parte de ninguna realidad!
@bogl, por supuesto que es una noción y las nociones no son parte de la realidad, solo pensamientos humanos. Pero el objetivo de esa noción es poder ver la situación desde un punto de vista y saber cómo se ve necesariamente desde otro punto de vista. Entonces, cuando dice que hay una fuerza centrípeta en el marco no giratorio (bueno, también está girando de todos modos) y cambia al giratorio , hay una diferencia entre decir que la fuerza no se llama centrípeta allí y que no lo hace. existe, porque todavía existe. Recuerda, estás describiendo la misma situación .
@JanHudec Hay un par de fuerzas opuestas que siempre existen. Nunca escribí nada más. Dependiendo de cómo se mire, tiene sentido llamar a uno de ellos fuerza centrípeta o no. ¿Es eso realmente tan difícil de entender?
¿Qué quiere decir con "el marco de referencia que no gira también gira"?
@bogl, generalmente usamos el marco de referencia de la Tierra como si no estuviera girando, pero la Tierra gira, orbita alrededor del Sol y eso a su vez gira alrededor de Sagitario A, lo que hace al menos tres movimientos giratorios. Estamos lo suficientemente lejos del centro de rotación para que podamos considerar las fuerzas centrífugas como uniformes (divergencia cero) y agruparlas en gravedad, también tratada como uniforme.

Todo esto está mal. No puede haber equilibrio de fuerzas en el movimiento circular, de lo contrario no tendríamos movimiento circular. Para el movimiento circular solo necesitas la fuerza centrípeta. La fuerza centrífuga y centrípeta no coexisten en el mismo marco de referencia por lo que no pueden estar en equilibrio o anularse entre sí. En el marco de referencia del avión solo hay fuerza centrífuga y gravedad, que se suman a la carga G resultante.

Un "equilibrio de fuerzas" parecería implicar que no hay fuerza neta y, por lo tanto, no hay aceleración. Pero un objeto con movimiento circular está cambiando continuamente su vector de velocidad, por lo tanto, "acelerando", por lo que claramente está siendo afectado por una fuerza neta desequilibrada. Así que estoy totalmente de acuerdo contigo. Dicho esto, esto podría ser mejor como comentario que como respuesta, una vez que tenga un poco más de reputación. ¡Bienvenidos a Av.SE!
Definitivamente traiga esta discusión a su maestro y compañeros de clase. La fuerza centrípeta es el vector de fuerzas reales que apunta hacia el centro de un giro. No existe mejor ejemplo que un objeto en órbita. El movimiento orbital es una curva producida por la aceleración gravitacional hacia abajo y la velocidad constante hacia un lado. No hay fuerza centrífuga. La "fuerza centrífuga", como su nombre lo indica, es la carga G creada por la aceleración en la dirección opuesta. Tenga en cuenta que, a velocidad constante, en órbita, la ACELERACIÓN hacia la tierra cancela la gravedad, lo que resulta en "ingravidez".
@RobertDiGiovanni Solo en la clase de física, todas las masas tienden a ser puntos o esferas regulares sólidas. La realidad es más complicada. Nuestros océanos están sobresaliendo hacia el sol y también alejándose del sol. La fuerza centrífuga es una forma elegante de explicar esto último.
Papá Noel también es "elegante". El marco de referencia se parece más a eso, o acción/reacción. Y no olvidemos el movimiento del sistema solar alrededor del centro galáctico. Sí, sé que la realidad es complicada, por eso me interesan bastante más las aplicaciones. En todos los casos, la "fuerza centrífuga" es el RESULTADO de un cambio de dirección. Sin embargo, podríamos discutir por qué las llamamos fuerzas "G", cuando la gravedad es una atracción de masas. Tal vez porque se combinan con la gravedad para producir una carga neta. Estaré de acuerdo con las fuerzas "C" en ese contexto.
@RobertDiGiovanni Las fuerzas G se llaman así porque se dan en (pseudo) unidades de la constante gravitacional (g). A la gente le gusta llamar a las cantidades físicas por su unidad, en lugar de sus intrigantes nombres físicos. Y la diferencia entre los sistemas de referencia y Santa es que él nunca te ayuda a calcular un problema.
Toda la confusión de "fuerza g" es principalmente jerga piloto, en mi experiencia; en entornos más analíticos usamos factores de carga, que por supuesto no son dimensionales. Precisamente para evitar toda esta charla de "Gs".
A medida que las respuestas cambian, no queda claro a qué respuesta se refiere la oración inicial o si se refiere a la pregunta original. De todos modos, no se supone que nos centremos en otras respuestas en StackExchange, pero mi punto aquí es dejar en claro a qué se refiere su oración.
En el marco de referencia de la aeronave, las fuerzas centrípeta y centrífuga coexisten y se anulan, por lo que la aeronave permanece en ese marco de referencia. De lo contrario, el avión tendría que acelerar a lo largo de la fuerza centrífuga.

2. y 3. son verdaderas, porque la fuerza centrípeta y la centrífuga están íntimamente relacionadas por el principio de acción y reacción (también conocida como la tercera ley del movimiento de Newton).

Sin embargo, si se espera que solo verifique una respuesta, es probable que el examinador se haya ahogado en el atolladero terminológico que rodea a estos dos términos, en cuyo caso probablemente quiera escuchar dos.

¿Cuál es la diferencia entre los dos?

La fuerza centrípeta es una fuerza que provoca un movimiento circular. En el caso de aeronaves que viran, es la componente horizontal de la sustentación.

La fuerza centrífuga, por el contrario, es una fuerza de inercia en el marco de referencia del objeto que gira que equilibra la fuerza centrípeta allí para que el objeto que gira, la aeronave, permanezca en su lugar en ese marco de referencia . En ese marco de referencia, la fuerza centrípeta y centrífuga son acción y reacción y como tales tienen la misma magnitud y dirección opuesta, siempre.

En la mecánica newtoniana, clásica, las fuerzas de inercia se denominan "ficticias", porque las leyes del movimiento se postulan para marcos de referencia inerciales y estas fuerzas se consideran solo artefactos para permitir su uso también en marcos de referencia no inerciales. En este contexto, la respuesta 2. tiene más sentido sola que la respuesta 3. sola.

Sin embargo, en la relatividad general, las fuerzas de inercia, que en la relatividad general incluyen la fuerza gravitatoria¹, generalmente se consideran tan reales y todos los marcos de referencia son tan buenos como los de caída libre (que asumen el papel de los inerciales), por lo que la fuerza centrífuga es igual de real y ambas respuestas deben verificarse.

¹ Intencionalmente no escribí "gravedad", porque en la terminología habitual en inglés se usa para la suma de las fuerzas de inercia en el marco de referencia de la superficie de la Tierra, que incluye la fuerza gravitatoria de la Tierra, la fuerza centrífuga debida a la rotación de la Tierra y las fuerzas de marea debido a las fuerzas gravitatorias de otros cuerpos celestes y movimientos orbitales.

Con el debido respeto, pero la fuerza centrípeta no es la reacción a la fuerza centrífuga. Por favor, vea mi respuesta.
@bogl, dices allí que en el marco de referencia giratorio no existe la fuerza centrípeta. Pero al ser una fuerza "real", aerodinámica, es invariable para coordinar la transformación, por lo que debe existir allí: es lo que evita que la aeronave sea acelerada por la fuerza centrífuga, lo que la convierte en una reacción a la fuerza centrífuga. Entonces, ¿cómo lo llamas en ese marco de referencia?
El marco giratorio es realmente útil para girar cuerpos rígidos. Dentro del avión, todo tiene sentido. El piloto ejerce una fuerza centrífuga sobre el asiento, el asiento reacciona con la fuerza opuesta. Al girar, no hay una cuerda sólida entre el plano y el centro de rotación. El aire circundante no gira con el avión ni es sólido. Existe el componente horizontal del ascensor que cancela la fuerza centrífuga en el avión. El punto es que la referencia rotatoria no es útil para justificar por qué este es el caso. Las fuerzas coinciden debido a cómo se eligió el marco de referencia.
@bogl, las fuerzas coinciden debido a cómo se eligió el marco de referencia, pero aún coinciden, aún son un par de acción-reacción, y aún son fuerza centrífuga y centrípeta. No es particularmente útil para comprender cómo giran los aviones, pero sigue siendo la definición de los términos, y dado que la fuerza centrífuga solo existe en el marco de referencia giratorio, es el único en el que se puede describir.
Por definición, una fuerza centrípeta hace que un cuerpo siga una trayectoria curva. No hay nada girando dentro de la referencia giratoria. La noción de una fuerza centrípeta no pertenece allí. Es fuerza centrífuga contra elevación horizontal en la referencia giratoria, o fuerza centrípeta contra fuerza innata en la referencia global.
Tanto la fuerza centrípeta como la fuerza centrífuga son fuerzas actuantes. Ninguno de ellos puede considerarse como una fuerza reactiva.
@bogl, la fuerza centrífuga actúa como fuerza en el marco de referencia giratorio, la fuerza centrípeta actúa como fuerza en el marco de referencia inercial, pero es una fuerza de reacción en el giratorio. Y no es que estuviera estrictamente definido en todas las situaciones de todos modos.
Como desées. Me rindo. 🙄

Realmente hay dos preguntas diferentes aquí. Usted preguntó "¿Cuál es la diferencia entre la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga", pero también hay una implicación de que le gustaría saber cuál es la mejor respuesta al problema de la tarea. Esta respuesta intentará abordar ambas preguntas.

Podríamos decir que en un giro coordinado a velocidad constante, la fuerza aerodinámica real es igual al vector de sustentación del ala, que si lo deseamos podemos descomponer en componentes centrípeta y vertical. También hay un componente de fuerza hacia abajo debido a la gravedad. Los componentes de la fuerza neta, incluida la gravedad, están en equilibrio en la dimensión vertical, pero NO en la dimensión horizontal; de lo contrario, no habría giro.

Las fuerzas que el piloto "siente" son solo las fuerzas aerodinámicas reales, no la gravedad, o tal vez sea más descriptivo decir que el piloto "siente" una "fuerza aparente" que es igual en magnitud y opuesta en dirección a la aerodinámica neta. fuerza. Entonces, a medida que la fuerza aerodinámica neta se transfiere a través de la estructura de la aeronave al asiento del piloto y al cuerpo del piloto, el piloto "siente" una "fuerza aparente" que tira de él hacia su asiento, que si lo deseamos podemos descomponer en centrífugo y hacia abajo. componentes La causa raíz de esta fuerza "sentida" o "aparente" es la aceleración que actúa sobre el cuerpo del piloto, excluyendo el componente de aceleración debido a la gravedad. Tenga en cuenta que la gravedad en realidad no "causa" el componente descendente de esta fuerza aparente: si la gravedad desapareciera instantáneamente, la trayectoria del avión y el piloto cambiarían instantáneamente a medida que la ruta de vuelo se curvaba hacia arriba en un bucle, pero el piloto no sentiría ningún cambio en la "fuerza aparente" empujando él en el asiento. La razón fundamental de esto es que la gravedad "funciona desde adentro" y ejerce una aceleración igual en cada molécula del cuerpo del piloto y de la aeronave sin causar tensiones ni tensiones (ignorando los efectos de las mareas), por lo que no se percibe como si tratara de aplastar el cuerpo del piloto hacia abajo en el asiento. (Tendríamos que modificar este punto de vista si quisiéramos adoptar un marco de referencia centrado en el avión,

En un giro coordinado a velocidad constante, el empuje y la resistencia son iguales, y no se permite que el avión vuele de lado por el aire, por lo que el flujo de aire no golpea el costado del fuselaje y genera una fuerza lateral aerodinámica. Entonces, la fuerza aerodinámica neta es simplemente igual al vector de sustentación del ala. Esta fuerza actúa directamente "hacia arriba" en el marco de referencia de la aeronave, es decir, en el mismo plano que la aleta vertical, y en respuesta, la "fuerza aparente" que "siente" el piloto lo empuja directamente "hacia abajo" hacia su asiento-- es decir, en el mismo plano que la aleta vertical.

Ahora, ¿qué sucede cuando aumentamos el ángulo de ataque, provocando al menos un aumento temporal en la sustentación?

Tomemos el punto de vista de mirar las fuerzas reales, no las "fuerzas aparentes". Si aumentamos el ángulo de ataque del ala, aumentamos la fuerza de sustentación, incluidos los componentes vertical y horizontal (centrípeta). Pero no cambiamos la dirección de la fuerza de sustentación. Decir que hemos provocado un cambio en la fuerza centrípeta es cierto, pero incompleto, porque no estamos mencionando el cambio en la fuerza vertical.

Ahora tomemos el punto de vista de mirar las "fuerzas aparentes", no las fuerzas reales. Si aumentamos el ángulo de ataque del ala, aumentamos la fuerza de sustentación, incluidos los componentes vertical y horizontal (centrípeta). Esto significa que hay un aumento en la "fuerza aparente" que empuja al piloto hacia su asiento, incluidos los componentes verticales y horizontales (centrífugos). Decir que hemos causado un cambio en la fuerza centrífuga aparente es cierto, pero incompleto, porque no estamos mencionando el cambio en la fuerza vertical aparente.

Si solo notamos el aumento en la fuerza centrífuga "aparente", podríamos pensar que cuando aumentamos el ángulo de ataque y la fuerza de sustentación, la bola de deslizamiento (y el cuerpo del piloto) tenderá a desviarse (inclinarse) hacia la pared exterior de la cabina. Este no es el caso, aunque algunos de los diagramas muy defectuosos que vemos en los manuales de capacitación de pilotos y los materiales de examen de la FAA podrían llevarnos a pensar de otra manera.

La elección de 2) o 3) a la pregunta original depende de si estamos interesados ​​en fuerzas reales o "fuerzas aparentes". Pero ninguna es una respuesta completa porque ambas ignoran los componentes de la fuerza vertical en juego. (Si la pregunta fuera sobre un aumento en el ángulo de alabeo en lugar de un aumento en el ángulo de ataque, entonces sería una historia diferente).

2) es realmente una mejor respuesta que 3) porque la pregunta solo se refiere a fuerzas, no a "fuerzas aparentes".

En el contexto específico de un giro coordinado, podríamos decir que la fuerza "centrípeta" es un componente de la fuerza neta real en juego, mientras que la fuerza "centrífuga" es uno de los componentes de la fuerza percibida o "fuerza aparente" en juego, que es igual y opuesta a la fuerza real.

Pero, de manera más general, "centrípeta" significa actuar hacia el centro de la curva definida por la trayectoria de vuelo curva (giro horizontal, bucle, o lo que sea), mientras que "centrífuga" significa actuar alejándose del centro de la curva trazada por la curva. trayectoria de vuelo (giro horizontal, bucle, o lo que sea).

Podríamos tener una discusión sobre la realización de bucles que sería muy similar a la discusión anterior. Una vez más, la fuerza neta real tendría un componente "centrípeto", al igual que la parte de la fuerza neta real que se debe a la fuerza aerodinámica, mientras que la fuerza "percibida" o "fuerza aparente" tendría un componente "centrífugo". .

Sin embargo, hay otros casos en los que podemos generar un componente de fuerza centrífuga aerodinámica real que reduce la fuerza centrípeta aerodinámica total que genera la aeronave. Entonces, no es tan simple decir que "centrípeta" siempre se refiere a la fuerza real y "centrífuga" siempre se refiere a la "fuerza aparente". Ejemplo: comenzando con un giro coordinado, ahora aplique mucho timón exterior (lado superior), el morro gira hacia arriba/afuera, el flujo de aire golpea el costado del fuselaje creando una fuerza aerodinámica hacia la punta del ala alta, esta es una fuerza real, y tiene un componente centrífugo, por lo que la fuerza centrípeta neta se reduce y la velocidad de giro se ralentiza. Tenga en cuenta también que cuando agregamos esta nueva fuerza aerodinámica a la imagen, la fuerza aerodinámica total ya no actúa en el mismo plano que el vector de sustentación del ala, es decir ya no está alineado con la aleta vertical. Por lo tanto, la bola de deslizamiento se desplazará descentrada hacia el lado inferior de la cabina, y el cuerpo del piloto también tenderá a inclinarse en esa dirección.

Y para agregar otro giro, considere un avión haciendo múltiples bucles sin detenerse. ¿Qué sucede en la parte inferior de cada bucle? La gravedad contribuye con un componente de fuerza centrífuga real que afecta la velocidad y el radio de curvatura de la trayectoria de vuelo, sin embargo, la única "fuerza aparente" que "siente" el piloto es el componente de "fuerza centrífuga" aparente que es exactamente igual y opuesta a la fuerza centrípeta aerodinámica generada por el ala.

Del mismo modo, podemos pensar en una situación en la que la fuerza aerodinámica NETA es de naturaleza centrífuga en lugar de centrípeta. Ejemplo: el avión está volando en una trayectoria arqueada como el conocido simulador de gravedad cero "Vomit Comet". Nos centraremos en el instante en la parte superior del arco curvo, donde "centrípeto" es lo mismo que "hacia la tierra" y "centrífugo" es lo mismo que "hacia el cielo". La fuerza aerodinámica neta es cero, la "fuerza aparente" neta es cero, la fuerza neta total, incluida la gravedad, es igual al peso de la aeronave y el contenido que actúa en dirección hacia abajo (centrípeta), y la aceleración neta es 1-G hacia abajo. Ahora bien, si repetimos la misma maniobra pero con el ala generando una cantidad muy pequeña de sustentación, digamos 1/10 del peso total de la aeronave y su contenido, obtendremos casi el mismo arco. La fuerza aerodinámica neta es 1/10 del peso de la aeronave y su contenido, actuando en la dirección hacia el cielo (centrífuga), por lo que la "fuerza aparente" que actúa sobre la aeronave, o sobre cualquier objeto de la aeronave, será igual a 1/ 10 el peso de ese objeto, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta). En otras palabras, "sentiremos" 1/10 "G" de aceleración hacia la tierra. Nuestro medidor de G leerá 1/10 "G" positivo. Pero la fuerza neta total, incluida la gravedad, es 9/10 del peso de la aeronave y su contenido, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta). será igual a 1/10 del peso de ese objeto, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta). En otras palabras, "sentiremos" 1/10 "G" de aceleración hacia la tierra. Nuestro medidor de G leerá 1/10 "G" positivo. Pero la fuerza neta total, incluida la gravedad, es 9/10 del peso de la aeronave y su contenido, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta). será igual a 1/10 del peso de ese objeto, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta). En otras palabras, "sentiremos" 1/10 "G" de aceleración hacia la tierra. Nuestro medidor de G leerá 1/10 "G" positivo. Pero la fuerza neta total, incluida la gravedad, es 9/10 del peso de la aeronave y su contenido, actuando en la dirección hacia la tierra (centrípeta).

El problema con los diagramas defectuosos que vemos en los manuales de entrenamiento de vuelo y los materiales de estudio/examen de la FAA es que dan la impresión de que la razón por la que un giro se siente "coordinado" es que la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga están en equilibrio, y que la razón por la que se siente un giro "no coordinado" es que la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga no están en equilibrio. Espero que mi respuesta ayude a aclarar por qué esta es una forma completamente inexacta de ver las cosas. Algunas de las otras respuestas también lo hicieron.
Algunos de los ejemplos en esta respuesta, como el avión en la parte inferior de un bucle durante una serie completa de bucles, hicieron la suposición simplificada de que el empuje y la resistencia eran iguales, cuando eso seguramente no es cierto; con suerte, eso no oscurece el básico punto que se está haciendo aquí.

La fuerza centrípeta es la respuesta. Espero que puedas ver que las opciones 1 y 4 están mal sin que yo tenga que explicarte. En cambio, elaboraré la diferencia entre la fuerza centrípeta y la fuerza centrífuga.

Primero La fuerza centrífuga no es realmente una fuerza sino una fuerza percibida debido a la inercia de un objeto para resistir una tendencia a girar. En un giro 1G coordinado/normal, no debería sentir ninguna fuerza centrífuga.

La fuerza centrípeta es una fuerza que hace que un cuerpo siga una trayectoria curva. Cuando se aumenta el ángulo de ataque, se genera más sustentación y, por lo tanto, hay más fuerza para ejecutar el giro. Dado que las alas están inclinadas, el aumento de sustentación hace que el avión gire más, por lo que la fuerza centrípeta sería la respuesta correcta.

EDITAR: debido a algunos comentarios sobre mi respuesta, decidí aclarar algunas cosas. En primer lugar, donde hay fuerza centrípeta, hay fuerza centrífuga con fuerza centrípeta opuesta centrífuga. Sin embargo, en un avión hay muchas fuerzas en juego. En un giro 1G coordinado, el componente de sustentación horizontal coincide con la fuerza centrífuga (pero en dirección opuesta) como se muestra en el siguiente diagrama. Por lo tanto, el levantamiento horizontal cancela la fuerza centrífuga, por lo que no siente la fuerza centrífuga, pero eso no significa que la fuerza centrífuga no esté allí. Las fuerzas en un avión pueden ser engañosas, por eso los pilotos a veces se desorientan cuando no hay un horizonte como referencia.

ingrese la descripción de la imagen aquí

@AmranAlbalushi, desafortunadamente, el segundo párrafo está totalmente equivocado.
En un giro coordinado definitivamente sientes la fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga es de hecho una fuerza percibida, mejor conocida como inercial, pero la causa es la aceleración del marco de referencia, el que está conectado al avión que gira, no la inercia de nada. La fuerza centrífuga existe en todos y cada uno de los marcos de referencia unidos a un cuerpo giratorio o giratorio. Causa una aceleración exactamente opuesta a la causada por la fuerza centrípeta en el marco de referencia no giratorio correspondiente.
En una nota al margen, el marco de referencia adjunto a la Tierra tampoco es inercial, ya que contiene la fuerza inercial de la gravedad. Para complicar aún más las cosas, según la terminología estándar en inglés, la gravedad no es solo la fuerza gravitatoria, sino la suma de las fuerzas de inercia, que incluyen las fuerzas gravitatorias (de la Tierra y otros cuerpos celestes) y las fuerzas centrífugas debidas a la rotación de Earch y todas sus órbitas. ).
Si 2 es correcto entonces 3 también es correcto. Si aumentas uno, aumentas el otro, punto. Están vinculados.
El término "sentir" de la forma en que lo usó es falso. El hecho de que dos fuerzas estén equilibradas no significa que no las “sientas”. Dado que la fuerza centrípeta (= componente horizontal de la sustentación) actúa sobre las alas y luego se transfiere a su cuerpo a través del asiento, mientras que la fuerza centrífuga es una fuerza de inercia que actúa sobre cada partícula en el marco de referencia adjunto a la aeronave, ellos actúan en diferentes lugares y por lo tanto crean estrés en su cuerpo. Definitivamente sientes eso. Te está empujando hacia el asiento más que en un vuelo recto.
Hola chicos, cuando fui para el examen en CAA y surgió esta pregunta, respondí aumentar la fuerza centrípeta, salió mal. Así que ahora la CAA quiere demostrarme que mi respuesta es correcta.
@AmranAlbalushi: Me sorprende que te hayas equivocado. Consulte este enlace: en.wikipedia.org/wiki/Banked_turn#Banked_turn_in_aeronautics menciona específicamente la fuerza centrípeta.
Lo comprobaré y les mostraré esto.
Esta respuesta podría mejorarse eliminando el diagrama, a menos que signifique ser un ejemplo de una comprensión incorrecta, en cuyo caso eso debe anotarse en el texto.
No me sorprende en lo más mínimo que lo haya marcado mal (2 comentarios arriba); el hecho de que diagramas como este hayan existido en los manuales de capacitación de pilotos y materiales de preparación de exámenes y en exámenes reales durante muchas décadas muestra que las personas que escriben los exámenes tienen una comprensión falsa de lo que sucede en vuelo.
¿Cuál es la diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v