¿Qué fuerza cambia la velocidad de la masa en movimiento circular a medida que disminuye el radio del círculo?

Me encontré con un problema de mecánica que es el siguiente:

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No solicito una solución al problema pero tengo algunas dudas al respecto. Creo que como no se aplica un par externo en el centro del círculo, la masa gira, por lo que su momento angular permanecería constante. Por lo tanto, cuando su radio se reduce a la mitad, su velocidad debería duplicarse por la conservación del momento angular. Esto también me da la solución correcta a este problema.

Pero lo que no entiendo es qué fuerza actúa sobre la masa que cambia su velocidad. La tensión es perpendicular a su velocidad y la mesa no tiene fricción, entonces, ¿cómo cambia exactamente la velocidad de la masa?

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Respuestas (2)

La tensión es perpendicular a su velocidad.

Esta es la afirmación incorrecta. Si la masa se mueve hacia adentro, su movimiento no es circular, por lo que la fuerza de tensión tendrá un componente distinto de cero a lo largo de la velocidad, por lo tanto, el cambio de velocidad.

Cuando se reduce el radio, la partícula formará una especie de espiral hacia adentro. Esto hace que una parte de la tensión sea a lo largo de la velocidad. Esto provoca la aceleración tangencial de la partícula, aumentando su velocidad.

Hay un video de VSause que lo explica bien. Aquí está el enlace: https://www.youtube.com/watch?v=_WHRWLnVm_M