Perdón si mi pregunta parece tonta, pero estoy bastante desconcertado. Supongamos que tiene un satélite que orbita una oscilación horizontal plantada en el suelo y queremos encontrar la velocidad con la que el satélite debe moverse para lograr una trayectoria completamente circular alrededor de la oscilación (sin fallas seguidas de caída parabólica).
De hecho, si resolvemos para , dónde se puede equiparar a , también podemos resolver para la velocidad; todo agradable y bueno, y la naturaleza de este método tiene cierto sentido intuitivo, pero hay un problema (al menos para mí): la fuerza que experimenta el satélite es una fuerza interna hacia el centro y, por lo tanto, la fuerza descrita en la ecuación antes mencionada es la fuerza centrípeta.
Sin embargo, esto entra en conflicto con el método para resolver la pregunta, ya que en la parte superior del camino, la fuerza centrípeta y la fuerza gravitatoria apuntarán hacia abajo. Por lo tanto, ¿no debería el satélite estar "doblemente" obligado a acelerar hacia el suelo? Pero claramente cuando nosotros por por con , asumimos que se anulan entre sí, por lo que apuntan en direcciones opuestas. La idea de que la cancelación también "explica" la intuición de que en la parte superior de la trayectoria circular, el satélite se sentirá más "ingrávido" a lo largo de su revolución.
Además, desde un marco de referencia diferente / no centrífugo, tiene sentido que en la parte superior, la mayor fuerza estará en el satélite para girar su camino hacia abajo, ya que es después de ese instante que el satélite ve su aceleración hacia abajo. Estoy esencialmente confundido con cómo manejar las fuerzas "ficticias" centrípetas/centrífugas en este ejemplo resuelto.
Creo que su confusión proviene de un malentendido de la designación de una fuerza como "centrípeta".
Cualquier cálculo de la fuerza centrípeta te dice cuánta fuerza se necesita para que se produzca un movimiento circular. Esto no crea la fuerza. ¡No hay garantía de que realmente exista una fuerza del tamaño y la dirección calculados! Debe salir y mirar a su alrededor para ver si la fuerza está disponible a partir de cualquier combinación de fuerzas existentes.
Suponga que está conduciendo un kg coche a lo largo de una carretera plana, entrando en un círculo de radio m en m/s.. La ecuación de la fuerza centrípeta dice que la fuerza centrípeta necesaria es:
Bien; pero tus llantas están gastadas, el camino es suave y alguien ha tirado litros de aceite de motor en el suelo. La fuerza centrípeta necesaria sigue siendo , pero no lo tienes, y no seguirás la curva. Seguirás recto y terminarás en la zanja exterior.
Entonces montas algunos cohetes en el auto, empujando hacia los lados con hacia el centro del círculo. Esta es la única fuerza central presente.
Demasiado; esta fuerza es suficiente para conducir su automóvil a esa velocidad alrededor de un círculo con un radio dado por:
Así que decides mantener los cohetes y reducir la velocidad para EM. A esa velocidad, la fuerza centrípeta necesaria es: