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Fuerza centrípeta y fuerza centrífuga. Física.

Fuerza centrípeta

Para modificar la velocidad de un cuerpo se requiere la acción de una fuerza. Si sólo se desea modificar la magnitud de la velocidad sin alterar su dirección, la fuerza debe actuar en la misma dirección que la velocidad (fuerza tangencial). Si se requiere modificar también la dirección para infundir un movimiento circular,se debe aplicar una fuerza con dirección perpendicular, llamada fuerza centrípeta.

Figura 1. Representación gráfica de la fuerza centrípeta.
Figura 2. Representando los componentes de la fuerza.

Por ello, en cualquier movimiento curvilíneo la fuerza aplicada tiene dos componentes, la tangencial (F_t) y la centrípeta (F_c).

Las ecuaciones de estas fuerzas se deducen de la segunda ley de Newton

F_t = m \cdot a_t

Donde

  • F_t es la fuerza tangencial, en N (Newton).
  • m es la masa, en Kg (kilogramos).
  • a_t es la aceleración tangencial, en m/s^2 (metros por segundo al cuadrado).

F_c = m \cdot a_c

Donde

  • F_c es la fuerza centrípeta, en N (Newton).
  • m es la masa, en Kg (kilogramos).
  • a_c es la aceleración centrópeta, en m/s^2 (metros por segundo al cuadrado).

\displaystyle F_c = \frac{m \cdot v_t^2}{r}

Donde

  • F_c es la fuerza centrípeta, en N (Newton).
  • m es la masa, en Kg (kilogramos).
  • v_t es la velocidad tangencial, en m/s^2 (metros por segundo al cuadrado).
  • r es el radio, en m.

La fuerza centrípeta (F_c) no es un nuevo tipo, es sólo el nombre que se le da a cualquier fuerza: puede ser la que actúa sobre el cuerpo con sentido hacia el centro que le permite describir un movimiento circular, la fuerza de gravedad o la fuerza eléctrica, todas dirigidas hacia el centro. La fuerza centripeta (F_c) es la causante de que se presente la aceleración centrípeta (a_c), ya que de acuerdo con la segunda ley de Newton, cuando hay aceleración, es debido a que se le aplica una fuerza que tiene su misma dirección y sentido (en este caso, hacia el centro).

Cuando un automóvil entra a una curva, aparece como reacción de la carretera sobre las ruedas la fuerza centrípeta, en forma de fuerza de fricción dirigida hacia el centro.

Fuerza centrífuga

La fuerza centrífuga (F_{cf}) es una fuerza aparente que se presenta cuando un cuerpo gira. Su sentido es hacia fuera. Es la que mantiene la tensión del cable que permite hacer girar un cuerpo. Esta fuerza siempre actúa sobre el cable, jamás sobre el cuerpo. Su tensión se incrementa en la medida en que la velocidad de rotación también aumenta.

Figura 3. Representación gráfica de la fuerza centrífuga.

Las fuerzas centrípeta y centrífuga no son acción y reacción, ya que ambas actúan sobre cuerpos diferentes. Nunca tienen el mismo valor, ya que en tal caso la velocidad del cuerpo que rota no cambiará constantemente de dirección y éste no podría describir un movimiento circular.

La fuerza centrífuga, más que una fuerza, es una falta de fuerza, es la ausencia de la fuerza centrípeta experimentada por el cuerpo que la sufre.


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