TALLER 28

TALLER 28: FUERZA CENTRÍPETA Y CENTRÍFUGA
3.
Resuelve los siguientes problemas:
(a)
Una piedra cuya masa es 600 g está atada al extremo de una cuerda de 3 m de
longitud. Si se hace girar con un periodo de 1,5 s en un plano horizontal, ¿qué fuerza
centrípeta ejerce la cuerda sobre la piedra?
m = 600 g = 0,6 kg
r=3m
FC 
T = 1,5 s
Fc = ?
 
4m 2r 40,6 kg  2 3 m

T2
1,5 s2
FC = 31,58 N
(b)
Un avión de juguete de 450 g de masa, vuela en un círculo de 8 m de radio atado a una
cuerda horizontal. El avión da una vuelta cada 6 s. ¿Cuál es la tensión de la cuerda?
m = 450 g = 0,45 kg
F  F
C
r=8m
1 –1
s
6
T 0
1

T = FC = 4m rf = 4(0,45 kg)( )(8 m)  s 1 
6

T = 3,95 N
2 2
(c)
f=
2
2
Un disco de 20 cm de radio gira a 33,3 r.p.m. en un tocadiscos. Una moneda de 5 g de
masa descansa en el borde exterior del disco. ¿Cuál es el valor de la fuerza de
rozamiento si la moneda no se desliza?
r = 20 cm
f = 33,3 r.p.m.=0,56 s–1
F  F
roz
m=5g
Froz = ?
 FC  0
Froz = FC = 4m2rf2 = 4(5 g)(2)(20 cm)(0,56 s–1)2
Froz = 1.218,5 d
(d)
Un hombre de 74 kg está de pie sobre una balanza en el ecuador, dando por tanto una
vuelta al día en un radio de 6.400 kg aproximadamente. ¿En cuánto varía la lectura de
la balanza debido a la fuerza centrípeta?
m = 74 kg
f = 1 vuelta/día = 0,000011574 s–1
r = 6.400 km = 6.400.000 m
FC = 4m2rf2 = 4(74 kg)(2)(6.400.000 m)(0,000011574 s–1)2 = 2,5 N
 = 0,26 kg
(e)
Un auto de 1.800 kg toma una curva sin peralte que tiene un radio de 100 m. La fuerza
máxima de fricción que la carretera puede ejercer sobre el coche es 8.000 N. ¿A qué
velocidad máxima puede el auto viajar alrededor de la curva sin deslizarse?
m = 1.800 kg
F  F
C
r = 100 m
 Froz  0
FC = Froz
m.aC = Froz
m
2
Vmáx
 Froz
r
2
Vmáx

Vmáx 
Froz  r
m
Froz  r

m
8.000 N100 m
1.800 kg
Vmáx = 21,08 m/s = 76 km/h
Froz = 8.000 N
Vmáx = ?