Fuerza centrífuga en un péndulo

¿Por qué no consideramos la fuerza centrífuga que actúa sobre la lenteja de un péndulo al dibujar el diagrama de cuerpo libre de un péndulo? También es una especie de movimiento circular.

Las únicas fuerzas que actúan sobre la lenteja son la gravedad y la tensión en la cuerda. ¿Cómo puede estar actuando otra fuerza?
Fuerza centrífuga. Tenemos que considerar eso si estamos en un marco inercial, ¿verdad?
La descripción del péndulo está en un marco inercial, a menos que quieras torturarte con una descripción vista por una persona que está montada en el péndulo. Creo que a eso lo llaman el "F(r)ame de Miley Cyrus" en estos días. ;-)
Estrictamente hablando, el autor de la pregunta tiene razón: se necesita una fuerza centrípeta para mantener la lenteja en su trayectoria de arco circular. Pero para la aproximación de ángulo pequeño ( en.wikipedia.org/wiki/… ) no necesitamos tenerlo en cuenta. Parafraseando a CuriousOne: ¡no somos masoquistas!
@CuriousOne, esa fue buena. Podría tener la oportunidad de usar ese comentario en el salón de clases.
@DavidWhite: ¿Asumo que estás enseñando física en la universidad y no en la escuela secundaria? No queremos que pierdas tu trabajo por una broma inofensiva entre adultos. :-)
@CuriousOne, estoy enseñando AP Physics C, que es física de nivel universitario, a estudiantes de último año de secundaria. Gracias por tu preocupación. Si hago alusión a Miley Cirus, mantendré mis comentarios clasificados como G.
@DavidWhite: Sin embargo, tenga cuidado, sus alumnos probablemente sepan mucho más sobre ella y cómo se filmó el video que usted. Montar una pelota no es fácil (¡puedo ver que se avecina un problema de estabilidad!), por lo que uno se pregunta si tuvieron que pegarla. ¿Quizás esa cosa vale una lección completa? "Paseo de bola de demolición para principiantes absolutos y estudiantes de física de nivel C". :-)
@Gery John ya identificó la fuerza centrípeta para este caso. Es la tensión menos metro gramo porque ⁡ θ . La fuerza centrípeta no es un tipo de fuerza por derecho propio. Es una etiqueta aplicada a una combinación de fuerzas reales.
Entonces, ¿esa cosa de la fuerza centrípeta está incluida dentro de la fuerza de tensión suministrada por la cuerda?

Respuestas (1)

¿Por qué no consideramos la fuerza centrífuga que actúa sobre la lenteja de un péndulo al dibujar el diagrama de cuerpo libre de un péndulo? También es una especie de movimiento circular.

En primer lugar, quisiste decir centrípeta en lugar de centrífuga. El movimiento circular requiere una fuerza centrípeta, no una fuerza centrífuga.

Hay dos fuerzas que actúan sobre la lenteja del péndulo: la gravedad, que es una fuerza constante, y la tensión (o, a veces, la compresión en el caso de un péndulo invertido) que siempre se dirige hacia o desde el eje central alrededor del cual gira la lenteja del péndulo. Esta fuerza de tracción o compresión es una fuerza de restricción. La magnitud y la dirección son siempre la cantidad necesaria para mantener la componente radial neta de la fuerza. metro v 2 / r , dirigido hacia el pivote central.

No es necesario modelar esa fuerza de tracción/compresión, a menos que se pregunte "¿Se romperá o torcerá la varilla (o cuerda) del péndulo?" Suponiendo que la varilla/cuerda no se rompe ni se pandea, el único movimiento de interés resulta de la componente tangencial de la fuerza neta. No necesita modelar el componente radial de la fuerza neta siempre que la fuerza de tracción/compresión a lo largo/contra la barra del péndulo pueda satisfacer la restricción.

Todos juntos ahora: "¡Las fuerzas de restricción no funcionan!"
Fuerza centrífuga en un péndulo
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v