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Ideas intuitivas sobre la fuerza centrípeta y la aceleración

Transcripción del video

digamos que estamos observando un objeto que está dando vueltas en el espacio viajando en una ruta circular vamos a dibujar aquí más o menos cada uno de los rectores velocidad durante el recorrido de este objeto que están dando vueltas entonces quiero hacer énfasis aunque el dibujo no sea muy preciso que las magnitudes de todos estos factores son las mismas no cambia lo que está cambiando es la dirección de ésta de esta ruta lo que quiero hacer es reflexionar sobre qué es lo que se necesita aunque tipo de fuerza tiene que intervenir para que cambie la dirección de víctor velocidad recordemos que si no tuviéramos una fuerza actuando según la primera ley del movimiento de newton la velocidad no cambiaría ni en su magnitud ni en su dirección si no hubiera una fuerza actuando sobre este objeto continuaría moviéndose en la misma dirección no he daría así que vamos a pensar cuál sería la dirección de dicha fuerza y voy a dibujar estos vectores para saber cuál es el cambio en la dirección entre uno y otro voy a tratar de dibujar los lo más parecidos más o menos que esté aquí y ahora lo que van a tener ambos o todos estos sectores que van a éstas con el mismo origen recuerden que siendo vectores podemos cambiar o ponerlos en cualquier lugar siempre como conserven la dirección y la posición éstos no me quedan muy bien siempre que conserven la dirección y la posición base de 1.090 así que no importa si los agrupó todos juntos más o menos a esta hora no está hoy por hoy dijo el dibujo pero digamos que así vamos a tener que trabajar entonces analicemos este vector con el siguiente el cambio en la dirección nos va a dar este de todos este entonces digamos que desde el punto de vista del objeto que estamos viendo este es el primer cambio de la dirección de la vez del vector velocidad entonces es cambio está este angelito significa del tam significa cambio de velocidad si yo dejara este vector en este círculo este efecto que voy a jugar sería más o menos el cambio de dirección y día por acá más o menos del 10 del está ahora si yo reviso acabe dirección entre este sector y este otro será algo similar aunque bueno aquí las magnitudes de mis cambios están un poco más tarde a la escala o en la proporción que deberían ser este es otro cambio en la dirección de la velocidad xilográfico aquí será más o menos así y también de que acá si hago la diferencia en velocidad sería acá si lo dibujó más o menos va a ser algo así y ahora bueno ya vemos los cambios de dirección esta sería la fuerza o lo que nos ocasiona que este factor velocidad cambie su dirección y cuando hablamos de dibujo dibujando estos cambios de velocidad que veríamos qué patrón se está notando aquí bueno pues pareciera de entrada que al menos todos estos elementos cabeza la velocidad son perpendiculares al vector velocidad de original es decir tienen aquí un ángulo de 90 grados con respecto a la velocidad que trae aquí se nota el ángulo también de 90 grados y pareciera que todos estos sectores se están dirigiendo hacia un lugar en particular hacia un centro como si esto fuera un círculo y aquí tuviéramos un centro centro y sabemos por la primera ley de newton que si la velocidad está cambiando aunque la magnitud sea la misma si aún así la velocidad cambia esa magnitud o dirección o en ambas entonces existe una fuerza neta que está actuando sobre el objeto y esta fuerza neta que está actuando en la dirección de la aceleración es lo que está ocasionando este cambio en la dirección esta fuerza para decir que está jalando el objeto a este centro y por eso se llama fuerza fuerza centrípeta no confundir con fuerza centrífuga que es muy diferente entonces la fuerza centrípeta centrípeta esto significa esta fuerza centre esta parte de la palabra sentí pues bueno significa el centro y peta es algo así como buscar buscar es una fuerza que busca al ir al centro busca el centro es lo podemos poner como fuerza que entre comillas busca busca al centro porque toda esta fuerza se ha dirigido hacia un mismo punto atrás por eso centrípeta así es que nos vamos a acordar de esta palabra curiosa el objetivo de hacer todo esto fue que porque para mí no quedaba claro el que sí tenemos un objeto que se está moviendo en un círculo el cambio de velocidad o la aceleración actual a este objeto tenía que estar centrada obtener un centro o dirigirse a un centro es por eso que dibuje estos vectores y los puse de éste de esta forma o detonado graficando su diferencia para mostrar que cambió la velocidad se dirige al centro una vez aclarado esto ustedes y pueden preguntar en dónde ocurre esto en la vida real bueno uno de los ejemplos más típicos y que creo yo al menos todos hemos usado de niños es el yo yo se imagina si ustedes tienen un yoyó más o menos así y lo amarra o lo atan con una cuerda y se ponen a girar no consuma no tienen agarrada esta cuerda y si pueden a darle vueltas al yoyó pues bueno que va a ocurrir o que lo que han visto que ocurre pues el el yoyó se pone a girar en círculos va a estar dando vueltas la magnitud de la velocidad puede ser constante pero la dirección de la velocidad va a estar cambiando constantemente yendo en círculo y esto ocasiona la mano de ustedes que sostiene este cordón está jalando el yoyó hacia el centro otro ejemplo es cuando tenemos objetos en órbita de la tierra por ejemplo imaginemos que ésta es la superficie de la tierra y por acá tenemos un satélite de comunicaciones entonces este objeto va a estar dando vueltas a la tierra pero aunque su velocidad va a mantenerse constante la dirección va a cambiar va a mantener una línea buena una línea va a ser una curva una órbita a éstas en órbita pero va a haber una fuerza que está actuando sobre este objeto y está evitando que se salga o se vaya lejos de la tierra esto es el tirón gravitatorio que va a jalar esto o intentar mantener esto dirigido hacia el centro de la tierra y tenemos otro ejemplo aún más cotidiano y que la mayoría o muchos de nosotros hemos tenido la experiencia de viajar en auto entonces imaginen este es un auto visto desde arriba medio extraña probar aquí están sus llantas y imagínense que este auto está dando vuelta o está o ha estado digamos que es un auto de carreras y estar una pista de carreras y puede estar girando alrededor de esta pista es algo muy interesante ya que para muchos como las que cometían comentaba que es una experiencia muy común y podemos ver en el edo metro o lo que mide la velocidad en el auto que este auto puede ir a una velocidad constante pero está viajando el círculo no hay una cuerda que éste jalando del vehículo hacia centro y no existe una mágica gravedad que traiga estabilidad del vehículo y lo haga moverse del lago obviamente está la gravedad que lo mantiene en el suelo pero no que lo esté haciendo moverse del lado que es lo que causa entonces que este auto puede dar la vuelta en su lugar de seguir derecho si no hubiera otra fuerza pues no pueden detener el video y pensar en ello momento y si no pues aquiles les voy a decir lo que ocasiona esto es de hecho la fuerza de fricción entre las llantas y el camino y una buena demostración de que esto es cierto es que si ustedes quitan la fricción en el camino en ese sitio en el auto sobre aceite o sobre hielo el auto no va a dar la vuelta aunque se giren las llantas para que dé la vuelta el auto va a seguir en la dirección del movimiento