Fuerza centrípeta en el marco de referencia de un cuerpo que se mueve en un círculo

Supongamos que un cuerpo se mueve en un círculo alrededor de un punto fijo. En el marco de referencia del cuerpo, ¿se siente la fuerza centrípeta o sólo se siente la fuerza centrífuga?

Más generalmente, ¿un cuerpo solo siente el efecto de pseudo fuerzas en un marco de referencia acelerado?

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/8891/2451 y enlaces allí.

Respuestas (2)

En el marco de referencia del cuerpo, ¿se siente la fuerza centrípeta o sólo se siente la fuerza centrífuga?

Depende de lo que quieras decir exactamente. Considere, por ejemplo, el paseo del parque de diversiones Dumbo en Disneyland:

ingrese la descripción de la imagen aquí.

En este viaje, los pasajeros se sientan en mini réplicas de Dumbo y se balancean en círculo. ¿Qué fuerzas sienten? Bueno, en primer lugar, sienten una fuerza centrífuga radialmente hacia afuera. Pero esto no es todo. Si esa fuera la única fuerza que sintieran, entonces en el marco que está estacionario con respecto a Dumbo, acelerarían radialmente hacia afuera. En cambio, también sienten una fuerza normal de Dumbo empujándolos hacia adentro que es exactamente igual a la fuerza centrífuga y, como resultado, según lo medido en el marco de Dumbo, permanecen estacionarios con respecto a Dumbo.

Ahora, sabemos que si tuviéramos que analizar la misma situación desde el marco de referencia de una persona que observa el viaje desde el suelo, diríamos que solo hay una fuerza sobre los pasajeros, es decir, la fuerza normal de Dumbo sobre ellos. , y esta fuerza hace que los pasajeros aceleren, es decir, que se desplacen en círculo. Como resultado, la convención es llamar a la fuerza normal la fuerza "centrípeta". Personalmente, creo que esta es una terminología terrible que confunde a los estudiantes porque los lleva a creer que la "fuerza centrípeta" es algo independiente que no necesita estar compuesto por interacciones físicas reales con objetos... por nadie.

Ahora, volviendo al cuadro acelerado, habíamos notado que había dos fuerzas actuando sobre los pasajeros, la fuerza centrífuga (ficticia) y la fuerza normal. ¿Llamaría ahora a la fuerza normal "centrípeta"? Si estamos haciendo el análisis en el marco acelerado, entonces eso sería extremadamente no estándar porque en ese marco no ocurre ningún movimiento circular.

¿Un cuerpo solo siente el efecto de pseudo fuerzas en un marco de referencia acelerado?

¡No ! ¡Solo mira el ejemplo anterior! ¡Los pasajeros sienten la fuerza centrífuga, pero también sienten una fuerza normal debido a su interacción con dumbo! En general, puede haber todo tipo de fuerzas que un objeto siente en un marco acelerado que no son pseudofuerzas como la fricción, las fuerzas gravitatorias, las fuerzas electromagnéticas, etc.

Entonces, en un marco de referencia radial no inercial, ¿debe agregar una fuerza centrífuga ficticia para equilibrar la fuerza centrípeta para que el objeto permanezca estacionario desde su punto de vista radial? Sin embargo, si este es el caso, entonces (digamos que estás en uno de esos juegos circulares giratorios en un parque de diversiones) estas dos fuerzas deberían equilibrarse para que no sientas ningún "empujón" contra ti de ningún lado. Sin embargo, claramente, sientes un empuje exterior contra ti. ¿Qué me estoy perdiendo?
@ 1110101001 Parece que está cometiendo un error común: una fuerza neta de cero no significa que no sienta nada. Como otro ejemplo, supón que Alice te está empujando hacia la izquierda y Bob te está empujando hacia la derecha con una fuerza de igual magnitud. Esas fuerzas suman cero, pero sientes cada una de ellas.

En el marco de referencia del cuerpo, ¿se siente la fuerza centrípeta o sólo se siente la fuerza centrífuga?

En el marco de referencia del cuerpo se sienten tanto las fuerzas centrípetas como las centrífugas.

¿Un cuerpo solo siente el efecto de pseudo fuerzas en un marco de referencia acelerado?

No, el cuerpo siente todas las Pseudo fuerzas y fuerzas reales en un marco de referencia acelerado.

-1: Su respuesta a la segunda pregunta es incorrecta. Puede haber todo tipo de fuerzas actuando sobre un cuerpo en un marco acelerado además de pseudo fuerzas (p. ej., la gravedad).
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@EmilioPisanty: Técnicamente estás equivocado aquí. josh ya ha retirado su voto negativo. El voto negativo actual sobre la respuesta no es de joshphysics. Le hice ping y retiró su voto negativo hace mucho tiempo. He borrado mi comentario en el que le hice ping.