¿Existe la fuerza centrífuga?

Resumen

La fuerza centrífuga y la fuerza de Coriolis existen solo dentro de un marco de referencia giratorio y su propósito es "hacer que la mecánica newtoniana funcione" en tal referencia.

Así que tu profesor tiene razón ; según la mecánica newtoniana, la fuerza centrífuga realmente no existe. Sin embargo, hay una razón por la que aún puede definirlo y usarlo. Por esta razón, el libro de tu novia también podría considerarse correcto .

Detalles

Como sabes, las leyes de Newton funcionan en los llamados " marcos de referencia inerciales ". Sin embargo, un punto en la superficie de la Tierra no es realmente un marco de referencia inercial porque gira alrededor del centro de la Tierra. (Así que puedes pensar en ello como un sistema de coordenadas giratorio). Entonces, la mecánica de Newton no se aplica si quieres describir el movimiento y usar un punto de referencia en la Tierra. Esto es bastante inconveniente, porque principalmente queremos diseñar cosas que funcionen en la Tierra.

Afortunadamente, hay un truco: puedes usar un punto en la superficie de la Tierra como tu referencia y pretender que es un marco de referencia inercial, si también pretendes que existen algunas fuerzas externas "imaginarias" (ficticias) además del los verdaderos. Estos son la fuerza centrífuga y la fuerza de Coriolis.

Otras lecturas

Si está interesado en más, consulte:

http://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_frame_of_reference
http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_force_%28rotating_reference_frame%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Coriolis_effect

El truco es que la fuerza centrífuga es una fuerza ficticia .

¡La fuerza centrífuga existe! A todos los que lo nieguen, háganles esto: xkcd.com/123 . Sin embargo, es una fuerza ficticia . Para citar wikipedia:

Una fuerza ficticia es una fuerza aparente que actúa sobre todas las masas cuyo movimiento se describe utilizando un marco de referencia no inercial, como un marco de referencia giratorio.

Entonces, si te sientas en un tiovivo, puedes sentir una fuerza que te empuja hacia fuera. Puedes medirlo. Para ti esta fuerza existe, pero para tu madre que está fuera del tiovivo, mirándote, no hay fuerza centrífuga. Ella puede ver el tiovivo aplicando una fuerza centrípeta sobre ti, así que vas con el tiovivo y no te caes. Si no fuera así, tu masa te hace ir en línea recta y te caes.

La razón por la que los dos observadores observan fuerzas diferentes es que el tiovivo no es un marco de referencia inercial, mientras que el suelo sobre el que se encuentra tu madre sí lo es.

En un marco de referencia inercial no hay fuerza centrífuga, pero puede haberla en un marco de referencia no inercial.

Entonces, la fuerza centrífuga parece estar allí porque un observador en un tiovivo no está en un marco de referencia inercial. Al cambiar los marcos de referencia, puede eliminarlo.

Como no estoy de acuerdo con todas las respuestas, voy a tratar de explicar algunos de los fundamentos de la ciencia: la ciencia, en su esencia misma, no puede explicar por qué las cosas suceden de la forma en que lo hacen, simplemente trata de modelar la realidad basándose en observaciones del pasado para predecir eventos en el futuro. En otras palabras, es posible definir una fuerza centrífuga como lo hace, por ejemplo, el libro de tu novia, pero es redundante en el esquema mayor del modelo físico de la realidad, ya que se pueden usar otros aspectos del modelo físico para describir los mismos eventos sin necesidad. para tal fuerza.

Ahora, para abordar su pregunta original: ¿Existe la fuerza centrífuga?

• No , porque al igual que la fuerza gravitacional/la gravitación/la "deformación del espacio" o incluso cosas como la interacción electrodébil, no existe de ninguna manera excepto como un término para describir un patrón observado en el pasado que también esperamos que suceda en el futuro. . La ciencia nunca * puede afirmar que explica nada, solo puede construir modelos cada vez más eficientes y abstractos para predecir eventos futuros.
• No , porque en el(los) modelo(s)** de física más generalmente aceptado(s) la fuerza no se utiliza/define. Ver las otras respuestas para esto.
• Sí , en el sentido de que sirve a cierto nivel de predicción para modelar ciertas cosas sin demasiada abstracción. De manera similar, ciertas cosas pueden explicarse en química con ciertas "leyes" que la física puede predecir en una forma más compleja y abstracta. Esto no significa que las leyes químicas no existan, simplemente son menos abstractas .

* <pequeño> bueno, para estar perfectamente en lo correcto aquí, algo como la teología es considerada por algunos como una ciencia y al menos en un nivel fundamental tiene el derecho de hacer la afirmación, independientemente de la cuestión de si puede o no puede explicar algo < /pequeño>

** Modelos si toma, por ejemplo, el modelo newtoniano y el modelo físico cuántico más nuevo como modelos separados con diferentes niveles de abstracción en lugar de la física cuántica como simplemente una mejor versión más nueva del modelo newtoniano.

En la física newtoniana, los objetos continúan moviéndose en línea recta a menos que una fuerza actúe sobre ellos, por lo tanto, si un objeto no se mueve en línea recta, una fuerza debe estar actuando sobre él.

Considere los planetas. ¿Por qué no vuelan al espacio en línea recta? Porque les tira el sol.

Considere una roca al final de una cuerda. ¿Por qué no sale volando cuando gira? Porque la línea lo mantiene en su lugar.

Cuando te subes a algo que está girando (como un tiovivo), saldrás volando en línea recta porque no te estabas agarrando a nada.

Si te aferras a algo, sentirás como si algo te tirara hacia afuera. En realidad, tus brazos te tiran hacia adentro (que es lo que te impide volar) y sientes la reacción a tu acción (también las leyes de Newton). Debido a que el movimiento es relativo, puede definir algunos puntos de referencia inteligentes que hacen que parezca que hay una fuerza que lo empuja hacia afuera, pero al final no tiene mucho sentido.

Si sostienes un acelerómetro mientras estás en el tiovivo, verás que estás experimentando una aceleración (lo que implica una fuerza, debido a$F=ma$). Si gira lo suficientemente rápido, también sentirá los diversos efectos de que se le apliquen grandes fuerzas, como el drenaje de sangre de partes de su cuerpo. Si lo suelta y sale volando, notará que el acelerómetro no muestra aceleración y usted no siente ninguna, incluso si gira muy rápido. ¿Adónde fue la "fuerza centrífuga"? Se fue tan pronto como dejaste de aplicar una fuerza centrípeta (hacia el centro) sobre ti mismo al soltarte.

Por eso se llama fuerza ficticia, solo parece existir si usas un marco de referencia que permite que aparezcan fuerzas ficticias.

La clave del acertijo es que, con el fin de explicar las fuerzas aparentes en alguien a quien un marco de referencia giratorio parece definir estacionario, por ejemplo, todos los seres humanos en todas partes, es posible que sea necesario tener en cuenta la fuerza centrífuga, ya que parece ser allá. Aunque puede ser pequeño dependiendo de la velocidad de giro. Que es lo que dice el libro de texto de tu novia. Con el propósito de enunciar las leyes del movimiento de Newton en un marco de referencia inercial, que es lo que estaban haciendo sus maestros, no existe tal cosa como esta fuerza centrífuga. Se podría pensar razonablemente que, dado que se contradicen, uno de esos puntos de vista debe ser tan estúpido que nadie lo diría jamás. Pero ese no es el caso.

La "fuerza centrífuga" y la "fuerza de Coriolis" existen como términos en la ecuación de movimiento de un objeto en relación con un marco de referencia giratorio:

• Considere "rotar con el marco de referencia" como estacionario. Eso es exactamente lo que significa "marco de referencia".
• Considere un objeto inicialmente "en reposo" (es decir, en algún instante está girando con el marco de referencia), pero no hay nada en el lugar para mantenerlo girando. Como hacer girar algo en una cuerda en un círculo y luego soltarlo justo en el instante en que comenzamos a calcular su movimiento.
• Deja correr el tiempo desde ese punto inicial.

Entonces el objeto se aleja del centro de rotación. En un marco de referencia inercial (no giratorio), inicialmente no estaba en reposo. En ese marco de referencia diríamos que se mueve en línea recta. En el marco de referencia giratorio, se acelera alejándose del centro: la aceleración inicial se aleja directamente, pero comienza a seguir una trayectoria curva.

La "fuerza" que provoca la "aceleración" inicial se denomina "fuerza centrífuga", y la "fuerza" que actúa sobre un cuerpo en movimiento en un marco giratorio y provoca la curva se denomina "fuerza de Coriolis".

Pero las ecuaciones de movimiento en un marco de referencia giratorio son horribles, y las ecuaciones de movimiento en un marco de referencia inercial son realmente simples. Entonces, ¿a quién le importa rotar los marcos de referencia, hasta el punto de dar un nombre a una "fuerza" que no existe en los marcos de referencia inerciales que preferimos para el cálculo? Las personas que viven en un planeta, es quién. Estas fuerzas inexistentes deben tenerse en cuenta si desea calcular con precisión el vuelo de un proyectil de artillería de largo alcance o el movimiento del clima, en relación con el suelo en lugar de con respecto a algún punto fijo en el espacio a través del cual la tierra. gira

¿Existen? Si toma un marco de referencia giratorio, entonces se pueden observar, como cualquier otra fuerza, y de hecho, los experimentamos subjetivamente cuando giramos lo suficientemente rápido. Si toma un marco de referencia inercial, entonces no existe tal término en las leyes de la física. Así que sí existen, puedes medirlos si estás parado en un planeta. No, en realidad no existen, son solo un subproducto del marco de referencia que eligió. Un poco como la gravedad en la relatividad general es un subproducto de elegir un marco de referencia "antinatural", uno que no sigue la curvatura del espacio-tiempo ;-)

Tenga en cuenta que en ambos marcos de referencia, inercial o giratorio, un objeto que permanece estacionario en el marco giratorio (y gira en un círculo en el marco inercial) necesariamente experimenta una "fuerza centrípeta" (una fuerza hacia el centro). Así, la gravedad hace que las cosas giren en órbita, y la tensión en un trozo de cuerda hace que un poi giratorio siga una trayectoria circular. Entonces, lo que realmente es "fuerza centrífuga", en un marco de referencia giratorio, es el término que necesita para satisfacer el requisito de que un objeto estacionario debe experimentar 0 fuerza neta. En un marco de inercia, el objeto que describe un círculo no está estacionario , por lo que no experimenta una fuerza neta de 0, por lo que no hay un término de equilibrio.

Estás en lo cierto cuando hablas de fuerzas iguales y opuestas. Dado que el objeto que gira experimenta una fuerza centrípeta, el objeto que ejerce esa fuerza necesariamente debe experimentar una fuerza igual y opuesta. La luna tira de la tierra en su dirección, y la cuerda del poi tira de tu mano en la dirección del poi. Esto no es lo que generalmente se llama "fuerza centrífuga", pero está lejos del centro y "realmente" existe.

La fuerza centrífuga es la fuerza que aleja el objeto giratorio del centro de rotación. La fuerza centrífuga es parte de la mecánica newtoniana y se deriva de la segunda ley de Newton.

_{(fuente: expliquethatstuff.com )}

Lo mismo sucede con los pilotos de aviones a reacción:

Experimentan la fuerza centrífuga y, si esa fuerza es suficiente, pueden perder el conocimiento.

EDITAR:

Imagine un autobús y alguien que está parado en él, y de repente el conductor del autobús gira el autobús, porque el automóvil cambió su dirección de velocidad, aceleró, mientras que alguien que estaba parado continuaba moviéndose en la dirección anterior, por eso él / ella se caerá, pero debido a que el conductor del autobús está sentado muy difícilmente, experimentará la fuerza centrífuga. Es más fácil imaginar una nave espacial, si él / ella estaba flotando en relación con la nave espacial y la nave espacial ha cambiado su dirección de movimiento, se acelerará, mientras continúa moviéndose en la dirección anterior para que no experimente la fuerza centrífuga. , mientras que la nave espacial lo hará. (He encontrado una buena animación sobre esa situación en la nave espacial Haga clic aquí ).

Veamos cómo surgen las pseudofuerzas inerciales (como la pseudofuerza centrífuga) en la teoría de la mecánica newtoniana. ¹

Regla: las leyes de Newton presuponen que está trabajando en un marco inercial.

La primera regla puede considerarse como una forma de definir o identificar esos marcos (suponiendo que pueda identificar fuerzas de todos modos).

Esas tres leyes no dan ningún consejo directo sobre cómo hacer física en marcos no inerciales.

Manera de identificar las fuerzas reales

Si examinas una sola situación física desde varios marcos de referencia, ² algunas "fuerzas" que ves pueden cambiar su dirección o magnitud entre marcos, mientras que otras permanecerán obstinadamente iguales. ³ Los que son siempre los mismos son "reales".

Observación: a veces es bueno hacer física en marcos no inerciales.

Si está sentado en un vehículo en movimiento y coloque una buena taza de café en una bandeja. Se sienta allí, en reposo en relación con usted. En clase usaríamos ese tipo de observación ("Simplemente está sentado allí") para identificar las cosas que están en equilibrio, y luego afirmaríamos (mediante la segunda ley) que la suma de las fuerzas que actúan sobre él es cero.

Y si su vehículo está en movimiento uniforme, esa identificación sería correcta. pero si su vehículo está acelerando (cambiando de velocidad, tomando una curva, ambos...) es formalmente incorrecto. La copa también está acelerando.

Pero es posible que deseemos seguir adelante con nuestro análisis habitual de todos modos . Ahí es donde entran las pseudofoces intertiales.

Plan: ¡vamos a azotarlo!

Nuestro esquema de amarre es muy simple. Empezamos con la física que nos dan las leyes de Newton; mover cualquier aceleración inconveniente del RHS al LHS; y llame a los nuevos términos en LHS "fuerzas".

Eso es todo.

Ejemplo de rotonda

Considere por concreción la conducción de un automóvil$20\,\mathrm{m/s}$alrededor de una curva con radio$10\,\mathrm{m}$. Suponemos que el empuje proporcionado por el tren motriz equilibra la fricción de arrastre y rodadura y que la única fuerza desequilibrada es la fricción estática dirigida hacia el interior del círculo.

1. Establecer las leyes de Newton en un marco inercial

   $$\begin{align} \sum_i \vec{F}_i &= m \vec{a} \\ \vec{F}_\text{thrust} + \vec{F}_\text{drag} + \vec{f} &= m \frac{v^2}{r}\left(-\hat{r}\right) \\ \vec{f} &= -m \frac{v^2}{r} \hat{r} \;. \end{align}$$

2. Decida que queremos que las cosas "en reposo" en nuestro marco no inercial estén "en equilibrio", así que mueva ese término inconveniente al otro lado. ⁴

   $$\begin{align} \vec{f} + m\frac{v^2}{r}\hat{r} &= 0 \;. \end{align}$$ Esta es una operación matemática puramente formal.

3. Asigne un nombre al término que acabamos de mover$\vec{F}_\text{centrifugal} = m \frac{v^2}{r}\hat{r}$, de modo que la ecuación ahora tiene dos "fuerzas" en

   $$\begin{align} \vec{f} + \vec{F}_\text{centrifugal} &= 0 \;. \end{align}$$ Ahora, debido al proceso de resta, esta fuerza "falsa" recién creada tiene la dirección opuesta a la que tenía la aceleración real.

   Tradicionalmente, sin embargo, escribimos esta fuerza en términos de la velocidad de rotación$\Omega$del marco$\vec{F}_\text{centrifugal} = m r \Omega^2 \hat{r}$.

Más generalmente

Existe una forma estándar, completamente general, de lidiar con un movimiento no inercial complicado. Desarrolla cuatro pseudofuerzas, cada una relacionada con un tipo específico de comportamiento.

• Una pseudofuerza relacionada con los observadores con aceleración en línea recta.$\vec{A}$con respecto a un marco inercial (curiosamente, este no tiene un nombre tradicional; a veces lo llamo "pseudofuerza del cinturón de seguridad" ):

  $$\vec{F}_\text{seatbelt} = -m\vec{A} \;.$$

• La pseudofuerza "centrífuga" o " centrífuga" relacionada con el observador al girar con velocidad angular$\Omega$con respecto a un marco inercial. Esto afecta a todos los objetos, incluidos los que están en reposo con respecto al observador. Lo acabamos de calcular ⁵

  $$\vec{F}_\text{centrifugal} = -m \vec{\Omega} \times (\vec{\Omega} \times \vec{v}_b) \;.$$

• La pseudofuerza de "Coriolis" que también está relacionada con las rotaciones pero se observa solo para objetos que se mueven con velocidad.$\vec{v}_b$en el marco no inercial.

  $$\vec{F}_\text{Coriolis} = -2m \vec{\Omega} \times \vec{v}_b \;,$$ dónde$\vec{v}_b$es la velocidad observada en el marco no inercial.

• La pseudofuerza de "Euler" que surge para los observadores que experimentan una aceleración angular relativa a un marco de inercia.

  $$\vec{F}_\text{Euler} = -m \frac{\mathrm{d} \vec{\Omega}}{\mathrm{d}t} \times \vec{x}_b \;.$$

Puede encontrar desarrollos matemáticos detallados de este material en los libros de texto de mecánica típicos de la división superior o graduados.

Pero... ¿¡¿ya existen las pseudofuerzas ?!?

¿Sí? ¿no? Depende?

Esta es, fundamentalmente, una pregunta filosófica que gira en torno a cómo entiendes "existir". Su magnitud y dirección dependen del marco desde el que se ve una interacción física, lo que definitivamente las distingue de aquellas fuerzas "reales" que no tienen esa propiedad.

Por mi parte, insisto en mantener una fuerte distinción entre fuerzas "reales" y "pseudo". Pero estoy perfectamente feliz de trabajar en marcos no inerciales cuando eso me hace la vida más fácil.

Bonificación: ¿Para qué habla la gente sobre la gravedad?

¿Notaste que todas las definiciones de pseudofuerza que di tienen exactamente un factor de la masa del objeto en ellas? Eso quiere decir que todos los objetos experimentan la misma aceleración "centrífuga" o "Coriolis", lo cual es sospechosamente como la regla de que todo cae con la misma aceleración.

Resulta que, cuando Einstien encontró el camino a través de la maleza hacia la relatividad general, descubrió que había creado una teoría en la que la gravedad también era una pseudofuerza de inercia (y que diablos es lo suficientemente "real" para los propósitos del día a día, ¿no es así? ¿no?).

En relatividad general, cuando estás parado en reposo en el laboratorio, estás observando el mundo desde un marco no inercial. El marco de inercia es lo que vería parado sobre (o más bien, flotando junto a) la pelota que el instructor acaba de dejar caer.

¹ En esta discusión, identificaré consistentemente esa clase de fuerzas aparentes que surgen en marcos no inerciales como "pseudofuerzas" simplemente para diferenciarlas de aquellas fuerzas "reales" que aparecen en todos los marcos inerciales o de otro tipo.

² Es importante que enfatice: un conjunto de eventos físicos vistos por observadores con diferentes estados de movimiento. No múltiples eventos caracterizados por diferentes movimientos de los participantes.

³ Aquí la dirección y la magnitud deben identificarse como sus valores intrínsecos. No te preocupes por cambiar componentes, solo por cambiar la naturaleza.

⁴ El "reposo" y el "equilibrio" que aparecen aquí son puramente motivacionales. No debe leer ninguna implicación de que este análisis solo se aplica a las cosas en reposo en el marco no inercial. De hecho, las fuerzas de Coriolis solo son interesantes para este en movimiento en el marco no inercial.

⁵ Hasta ahora, he escrito la fuerza centrífuga en su forma más simple (calcular las direcciones ha sido fácil porque son solo "adentro" o "afuera"). Para mantener la coherencia con lo que sigue, estoy usando

El libro de tu novia está mal.

....se debe a que la masa del objeto se resiste a la aceleración centrípeta interna que experimenta el objeto"

La fuerza centrífuga no se debe a la resistencia. La resistencia a la aceleración se llama "Inercia". La fuerza centrífuga solo ocurre en un marco de referencia giratorio no inercial.

Aquí está mi adición por lo que vale.

Imagina que estás flotando en el espacio en una caja grande (como un ascensor). Al principio, tú y la caja simplemente estáis flotando. Puede moverse de cualquier lado de la caja al otro, girar, etc. No hay sentido de arriba o abajo. En algún momento, la caja comienza a acelerar en línea recta en una dirección perpendicular a uno de los lados de la caja en$9.8 ms^{-2}$(la aceleración de la gravedad que todos conocemos y amamos). La aceleración es causada por una fuerza externa sobre la caja, tal vez un cohete adherido al exterior de la caja. Esta fuerza es real. Llamémoslo la fuerza "gravipetal". Debido a esta aceleración sientes como si hubieras caído a uno de los lados de la caja (uno de los dos lados que son perpendiculares a la dirección de la aceleración). Golpeaste el costado. Notas que estás atrapado/atraído hacia ese lado. Intentas moverte y te das cuenta de que puedes pararte de ese lado. Ahora sientes que estás experimentando la gravedad. Esto no es gravedad. Esta es una fuerza ficticia experimentada debido a la aceleración del marco de referencia (la caja). Llamémoslo la fuerza "gravífuga". (¿Acabo de inventar una palabra?). Esto no es real. No sabes que estás acelerando y, por lo tanto, confundes este sentimiento con una fuerza. Pero puedes medir la fuerza porque es la fuerza que daría la sensación de esta aceleración de tu marco de referencia.

Ahora volvemos a un cuerpo en movimiento circular. Es la misma idea. El cuerpo está acelerando hacia el centro de movimiento. Esta aceleración se debe a la tensión en la cuerda que es la fuerza centrípeta. Es real. Hay tensión en la cuerda. El objeto no sabe que está acelerando. ¿Por que no? La misma razón por la que los humanos tardaron tanto en darse cuenta de que la Tierra se estaba moviendo. Desde nuestra perspectiva, estamos estacionarios y podemos ver todo lo demás a nuestro alrededor. El cuerpo hace todos sus cálculos mientras está en este marco de referencia acelerado. Siente el efecto de la aceleración del marco de referencia pero lo confunde con una fuerza sobre sí mismo. Lo llama la fuerza centrífuga. El cuerpo ha malinterpretado la física. Esta fuerza no existe.

No existe tal cosa como la fuerza centrífuga. Tomemos el ejemplo de una cadena colgante en un campo gravitacional que está estacionario en el marco de referencia de la Tierra. Su aceleración debido a la rotación de la Tierra es mucho más pequeña que la aceleración gravitatoria de la Tierra, así que ignorémosla. El eslabón inferior tiene las 2 fuerzas que actúan sobre él, la fuerza de la gravedad y una fuerza igual y opuesta por el segundo eslabón desde la parte inferior. Ahora, la fuerza que ejerce el eslabón inferior sobre el segundo eslabón desde abajo es igual y opuesta a la fuerza que ejerce el eslabón segundo desde abajo sobre el eslabón inferior y es el peso de un eslabón tirando hacia abajo. También hay una fuerza gravitacional en el segundo enlace desde abajo que es el peso del enlace.

Ahora considere el ejemplo de una cadena en un marco de referencia no giratorio que acelera uniformemente y acelera a 1 g, como un cohete que acelera en la dirección de abajo hacia arriba como lo hacen normalmente los cohetes, donde hay literalmente muy poca gravedad, como el espacio entre las galaxias. . Solo indicaré el resultado y luego explicaré por qué tiene sentido. Estará colgando en la dirección opuesta a la aceleración que está hacia la parte inferior del cohete. La fuerza es igual a la masa por la aceleración. El eslabón más cercano al fondo acelerará 1 g, lo que significa que la fuerza total que actúa sobre él es el peso de un eslabón. La única fuerza ejercida sobre el eslabón más cercano a la parte inferior del cohete es la fuerza que ejerce sobre él el segundo eslabón más cercano a la parte inferior del cohete, que es la fuerza del peso de un eslabón en la dirección de abajo hacia arriba. del cohete El segundo eslabón más cercano a la parte inferior del cohete también acelera a 1 g, por lo que la fuerza total que actúa sobre él debe ser el peso de un eslabón en la dirección desde la parte inferior del cohete hasta la parte superior del cohete. Por la tercera ley de Newton, dado que el segundo eslabón más cercano al fondo del cohete ejerce una fuerza del peso de un eslabón sobre el eslabón más cercano al fondo en la dirección de abajo hacia arriba, el eslabón más cercano al fondo debe estar ejerciendo una fuerza sobre el segundo eslabón más cercano a la parte inferior que es igual al peso de un eslabón en la dirección de arriba hacia abajo.

Esto te hace incapaz de distinguir entre estar en un campo gravitatorio sin acelerar y estar en algo acelerando en ausencia de un campo gravitatorio. Ahora considere el ejemplo de una cadena que cuelga cerca del borde de algo que gira en ausencia de un campo gravitatorio. Ir en círculos es un tipo de aceleración. La velocidad se puede definir en términos de componentes de posición. De manera similar, la aceleración también se define en términos de componentes de velocidad. Realmente creo que el experimento muestra que es consistente que la fuerza es extremadamente cercana a la masa multiplicada por la aceleración usando esa definición de aceleración para velocidades que son lo suficientemente bajas como para que los efectos relativistas tengan un efecto no medible extremadamente bajo. De lo contrario, me habría enterado de otra manera. YO' Algunas veces he arrojado un huevo al aire y la resistencia del aire es demasiado pequeña para que yo la detecte a simple vista y parece estar acelerando uniformemente. Entonces, en el caso de la cadena que cuelga en el marco de referencia giratorio, cada eslabón gira en círculos y, por lo tanto, acelera y las únicas fuerzas que actúan sobre él son las de los eslabones a ambos lados. Sé que la aceleración no es la misma para cada eslabón del objeto giratorio.

De acuerdo con el libro de texto que tenía para física de grado 12, puedes tomar un objeto que acelera como marco de referencia y decidir definir la fuerza en ese marco de referencia como la aceleración de un objeto en ese marco de referencia dividida por la masa de ese objeto en ese marco de referencia, así que cuando describen cosas en términos de un marco de referencia giratorio, se puede decir que hay una fuerza centrífuga que actúa sobre el objeto en el marco de referencia del objeto giratorio. Ahora, si calcula cómo se moverá un objeto que se mueve a velocidad constante en el marco de referencia de un objeto que gira uniformemente en sentido antihorario y no acelera, ¿qué obtiene? Eso' La aceleración en el marco de referencia del objeto que gira es su distancia desde el centro multiplicada por la frecuencia angular al cuadrado en la dirección que se aleja del centro más una aceleración de magnitud dos veces la velocidad en el marco de referencia giratorio 90° en el sentido de las agujas del reloj de la velocidad en el marco giratorio de referencia. La componente de la aceleración que depende de la posición en el marco de referencia giratorio se denomina fuerza centrífuga y la componente que depende de la velocidad en el marco de referencia giratorio se denomina fuerza de Coriolis.

La fuerza centrífuga existe... es claramente la fuerza que hace que una centrífuga funcione:

http://en.wikipedia.org/wiki/Centrífuga

No se puede hacer girar un objeto en una centrífuga sin una fuerza centrífuga, ¿verdad? =)