Efecto de la fuerza centrífuga en un marco de referencia giratorio

Si la fuerza centropital no existe en un marco de referencia giratorio

La fuerza centrípeta existe en el marco giratorio. La fuerza centrípeta es una fuerza real, por lo que existe en todos los marcos.

La fuerza centrífuga es una fuerza de inercia, por lo que solo existe en el marco giratorio y no en el marco de inercia.

Entonces, en un marco de inercia, la fuerza centrípeta existe y provoca una aceleración hacia adentro del objeto.

En el marco giratorio existen tanto la fuerza centrípeta como la centrífuga, y se cancelan entre sí para que el objeto permanezca en reposo.

Lo mejor es olvidarse de la fuerza centrífuga . Es una fuerza ficticia (inexistente) que se introduce para hacer que la primera ley de movimiento de Newton funcione en un marco de referencia no inercial, como el disco giratorio.

Imagine que una persona está sentada en un disco giratorio y sostiene un acelerómetro. El disco gira a velocidad angular uniforme$\omega$, que por definición es la misma en cada punto del disco. El acelerómetro mostraría la magnitud de la aceleración.$a = \omega^2 r$, dónde$r$es la distancia desde el centro de rotación a la persona. La magnitud de la fuerza neta es entonces$F_\text{rad} = m \omega^2 r$, dónde$m$es la masa de la persona, y su dirección apunta hacia el centro de rotación, de ahí el término fuerza centrípeta .

Sin embargo, la persona con un acelerómetro está en reposo mirando desde la perspectiva del disco giratorio. La primera ley de movimiento de Newton nos dice que la fuerza neta sobre los objetos en equilibrio es cero . Para hacer que esta ley funcione en el marco del disco giratorio, se introduce una fuerza centrífuga para cancelar la fuerza centrípeta (medida). Pero al hacer esto, se viola la tercera ley de movimiento de Newton ya que la fuerza centrífuga no tiene su par de reacción .

Las fuerzas centrífugas y centrípetas son diferentes.

La fuerza centrípeta está presente cuando observamos un cuerpo en rotación desde un marco de referencia inercial (marco de referencia con aceleración cero). Por ejemplo, debemos incluir la fuerza centrípeta cuando observamos un cuerpo en la Tierra desde el espacio. La fuerza centrípeta siempre actúa hacia adentro.

La fuerza centrífuga está presente cuando observamos un cuerpo en rotación desde un marco de referencia no inercial (marco de referencia que está siendo acelerado). Por ejemplo, cuando vemos un cuerpo en la Tierra debemos incluir la fuerza centrífuga. El objeto no es empujado hacia afuera debido a la fuerza gravitacional. Puedes pensar en la fuerza centrífuga como una pseudo fuerza. La fuerza centrífuga siempre actúa hacia el exterior.

Estás observando la pelota atada a la cuerda desde un marco de referencia inercial, por lo tanto, solo la fuerza centrípeta actúa sobre ella.