Fuerza centrípeta en una rueda de la fortuna

(Este es un problema de nivel de escuela secundaria, por lo que no hay resistencia del aire, etc.) Una persona está sentada en una rueda de la fortuna de radio r moviéndose a una velocidad constante. ¿Cuál es la fuerza del asiento que actúa sobre la persona cuando está en la parte inferior de la atracción? ¿Cuándo la persona está en la cima?

Mi intento de solución:

Cuando la persona está arriba, las fuerzas que actúan sobre la persona son su peso y una fuerza normal igualmente grande del asiento que la empuja hacia arriba. Dado que el problema implica un movimiento circular uniforme, en la parte superior del recorrido debe haber alguna fuerza que tire de la persona hacia el centro del círculo con una magnitud metro v 2 r .

¿La causa de esta fuerza centrípeta debe ser el cinturón de seguridad de la persona, tirando de ella hacia abajo?

Cuando el paseo está en la parte inferior, la fuerza normal del asiento contrarresta el peso de la persona y aplica una fuerza centrípeta de metro v 2 r hacia arriba.

La fuerza centrípeta me confunde un poco ya que mi profesor dice que una prueba de ella está más allá del alcance del curso.

Puede pensar en la fuerza centrípeta como la suma de un grupo de fuerzas radiales en lugar de su propia fuerza independiente. En este caso, en la parte superior de la rueda, la suma de la fuerza normal, la fuerza proporcionada por el cinturón de seguridad y la fuerza gravitatoria debe ser una fuerza neta con magnitud metro v 2 r apuntando hacia el centro de la rueda. Tenga en cuenta que la fuerza centrípeta depende de la velocidad, lo que significa que es posible que el cinturón de seguridad no necesariamente tenga que ejercer ninguna fuerza hacia abajo si la rueda gira lentamente.
@Raciones Ok. Entonces, la fuerza neta que actúa sobre la persona cuando está en la parte superior de la rueda Fs = v^2/2 * m... y esta fuerza consiste en la gravedad menos la fuerza normal del asiento... ¿correcto?
La gravedad menos la magnitud de la fuerza normal solo es cierta cuando (1) la persona está en la parte superior de la atracción, (2) la dirección que apunta hacia el centro se ha definido como positiva y (3) cuando conoce la rueda de la fortuna se mueve lo suficientemente lento como para que la dirección de la fuerza normal sea opuesta a la dirección de la gravedad.

Respuestas (1)

Suponiendo que te refieres a una rueda de "ferris":

En una rueda de la fortuna, metro ∗ v 2 r es muy pequeño, porque las ruedas de la fortuna se mueven lentamente.

Además, en el volante, todos los autos con personas permanecen en posición vertical. Esto significa que la fuerza de la gravedad siempre tira hacia abajo de las personas mientras viajan.

Entonces, hay tres casos que puedes mirar para explicar esto:

  1. Estás en la cima.

En este caso, la fuerza centrípeta (que se requiere para mantenerte en movimiento dentro del círculo) es proporcionada por la gravedad. La gravedad te empuja hacia el centro de la rueda.

  1. Estás en el fondo.

En este caso, la fuerza proporcionada es una fuerza ascendente proporcionada por la estructura metálica de la rueda. Las vigas de metal que soportan el automóvil en su viaje en este punto.

  1. Estás del lado.

En este caso, la fuerza hacia el centro de la rueda es proporcionada por una combinación de la estructura de la rueda (si estás en la parte inferior/lateral, y la gravedad si estás más arriba)

Sí, creo que ahora entiendo... Dado que v = k = 1 m/s y r = 70 m... entonces cuando la rueda está en la parte superior Fc (fuerza centrípeta) = 1/70... entonces 1/70 = GN (fuerza normal del asiento). Entonces N = G-1/70
Correcto, para una persona que pesa 100 kg, que va a 1 m/s sobre una rueda de 70 m, siente 1,43 N de fuerza centrípeta y 981 N de fuerza gravitatoria. También edité la respuesta para explicar de dónde proviene realmente esta fuerza centrípeta, aunque es relativamente insignificante.
Oh, sí, olvidé la masa cuando calculé la fuerza centrípeta, pero siento que ahora entiendo, gracias.
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