La inercia afecta la fuerza centrífuga, que está radialmente hacia afuera desde el eje de rotación paralelo que pasa por el origen del sistema de coordenadas. A menudo se le llama 'Pseudo' Fuerza y no debe confundirse con Fuerza centrífuga reactiva.
Las siguientes ejemplos de la fuerza centrífuga son testigos de su efecto en diversas actividades de la vida diaria:
Giro de automóvil alrededor de una curva
Los pasajeros en vehículos que giran por carreteras con curvas son susceptibles de experimentar el efecto de la fuerza centrífuga.
Si un automóvil lleva un pasajero a un ritmo constante por una carretera recta, entonces no está sujeto a ninguna aceleración. Como resultado, la segunda ley de movimiento de Newton prueba que la fuerza neta del pasajero es un conjunto nulo. Mientras el automóvil gira hacia la izquierda, el pasajero siente una fuerza aparente que lo arrastra hacia la derecha, conocida como Fuerza Centrífuga, es una fuerza ficticia.
La proclividad inesperada a acelerar a la derecha del automóvil se debe al marco de referencia local del pasajero. Esta tendencia debe combatirse mediante la aplicación de un empuje hacia la derecha (fuerza de fricción por asiento) en el vehículo, como una fuerza de fricción por el asiento. La necesidad de anular el efecto de esta aceleración es mantener una posición fija dentro del automóvil.
Sin embargo, la fricción del pasajero con el asiento parece ser desigual si un espectador parado observa desde un paso elevado. Según este observador, una red forzar se crea hacia la izquierda, lo que resulta en la aceleración del pasajero alejándose del límite de la curva (hacia el interior). Esto evita que el pasajero continúe moviéndose con el automóvil, en lugar de hacerlo en línea recta como lo haría de otra manera. Como resultado, la "fuerza centrífuga" que percibe es el resultado de la "inclinación centrífuga" inducida por la inercia.
Piedra en una cuerda
Cuando se hace girar una piedra sobre un hilo en horizontal avión, la gravedad opera verticalmente y la piedra está sujeta a una fuerza neta que actúa hacia el centro en el plano horizontal.
La piedra permanece en el mismo eje que la piedra en un marco de referencia. Sin embargo, la fuerza ejercida por la cuerda sigue actuando sobre la piedra. Contrariamente a las leyes de movimiento de Newton, la piedra no acelera en la dirección de la fuerza neta aplicada. Para usar las ecuaciones de movimiento de Newton en el marco giratorio, la fuerza centrífuga y otras fuerzas ficticias deben sumarse a las fuerzas fundamentales.
La Tierra
Peso de los objetos en la Tierra
El peso variable de un objeto se observa en el ecuador y los polos de la Tierra debido al efecto de la fuerza centrífuga.
Al pesar un objeto en el ecuador, se expone a la gravedad en una dirección y a la fuerza de restauración igual y opuesta del resorte en la otra. Sin embargo, cuando la Tierra gira, la gravedad y la fuerza del resorte no se equilibran en el marco de referencia de la Tierra, a pesar de que no hay aceleración. Para igualar la aparente ausencia de aceleración, se debe introducir la fuerza centrífuga para anular el efecto de la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo.
Cuando el objeto idéntico se pesa con una balanza de resorte esencial en los polos de la Tierra, se somete a las mismas dos fuerzas reales. Debido a que el artículo no se mueve ni acelera, la fuerza neta que actúa sobre él es cero. La balanza en este ejemplo muestra solo el valor de la fuerza de la gravedad sobre el artículo.
Forma de la Tierra
La forma de la Tierra está sujeta principalmente a la fuerza centrífuga que actúa sobre ella.
La Tierra experimenta un efecto de abultamiento en el ecuador y se aplana en el polo debido a la fuerza centrífuga. Esto da como resultado que la forma de la Tierra se parezca a la de una naranja.
Órbitas planetarias
La fuerza centrífuga es experimentada por los planetas que giran alrededor del sol en nuestro sistema solar o en cualquier otro sistema solar.
La fuerza centrífuga permite que estos planetas continúen su movimiento de rotación y eviten colapsar en el núcleo. Todos los cuerpos celestes que giran alrededor del sol sufren un grado sustancial de esta fuerza centrífuga.
Este fenómeno también es responsable de evocar la idea de la expansión del universo y la narrativa de la creación.
Rotación de un balde lleno de agua
Uno puede presenciar fácilmente el efecto de la fuerza centrífuga mientras gira un cubo lleno de agua y trata de evitar cualquier derrame.
La rotación del cubo de agua en un círculo vertical a una velocidad específica utiliza la fuerza centrífuga para equilibrar el peso del agua y evitar que se caiga al exterior. La forma de la superficie superior del agua contenida en el cubo también pertenece a una estructura cóncava debido a esta fuerza centrífuga.
Banca de carreteras
Los caminos en las regiones montañosas son sitios típicos de banca, junto con lugares con curvas pronunciadas.
Al viajar rápidamente por tales áreas, una fuerza centrífuga tiende a empujar el automóvil hacia el borde de la carretera. Esto es excepcionalmente indeseable ya que conduce a situaciones peligrosas, incluidos choques, choques de vehículos y accidentes. Las carreteras se inclinan suavemente en dichos bordes para aliviar esta dificultad.
Merry-go-round
Un tiovivo con niños es un espectáculo típico en los parques infantiles.
En un tiovivo, los jóvenes están sujetos a una fuerza externa que los empuja radialmente hacia afuera del recorrido. La influencia de la fuerza se hace más notoria a medida que aumenta la velocidad de rotación del vehículo. Esta fuerza centrífuga puede causar contratiempos si no se siguen adecuadamente los procedimientos de seguridad.
Lavadero
La fuerza centrífuga se utiliza en una variedad de productos eléctricos de consumo, incluidas las lavadoras.
La máquina exhibe un mecanismo de giro y usa fuerza centrífuga para empujar la ropa, el agua y las partículas de suciedad hacia el lado exterior del tambor. Posteriormente, la bolsa en el lado interior del contenedor recoge la suciedad y las prendas se limpian a fondo.
Parques de atracciones
Gravitron
Las fuerzas centrífugas se utilizan en ciertas atracciones de entretenimiento, y un ejemplo común es el Gravitron.
El Gravitron permite a los ciclistas elevarse por encima de la superficie del suelo, sin tener en cuenta el efecto de la gravedad al girar y empujarlos contra la pared. Esta fuerza exterior que experimentan los ciclistas es la fuerza centrífuga que tiende a alejarlos del eje central de rotación.
Paseo justo oscilante
Otro ejemplo común de fuerza centrífuga en el parque de diversiones es el paseo de feria oscilante.
Un poste cilíndrico de gran altura tiene una cabeza giratoria gigante montada en él en una feria de diversión oscilante. Se adjuntan múltiples columpios a la base del cabezal giratorio. Tras la rotación de la parte inferior del paseo, los columpios comienzan a viajar más lejos del centro.
Esto le da a los columpios vinculados una acción elegante y estimulante, lo que lo convierte en un viaje emocionante.
Se pueden ver más ejemplos de fuerza centrífuga en su aplicación en una variedad de equipos industriales.
Gobernador centrífugo
Los reguladores centrífugos se encargan de controlar la velocidad de un motor.
El gobernador centrífugo utiliza pesos giratorios que se mueven radialmente para ajustar el acelerador con la velocidad variable del motor. La fuerza centrífuga produce un movimiento radial en el marco de referencia de las masas giratorias.
Embrague centrífugo
En equipos pequeños impulsados por motores como motosierras, karts y helicópteros en miniatura, se utiliza un embrague centrífugo.
El embrague centrífugo facilita la puesta en marcha del motor sin activar la transmisión hasta que aumenta la velocidad del motor. Tras la aceleración, la unidad se activa automáticamente y sin problemas.
El mismo concepto se puede observar en los ascendentes de freno de tambor que utilizan la inercia durante la escalada en roca. Otro ejemplo son los carretes de inercia utilizados en muchos cinturones de seguridad de vehículos. La fuerza centrífuga se utiliza en este tipo de equipos para producir gravedad artificial.
Fundición centrífuga
La fundición centrífuga es otra aplicación industrial comúnmente observada de la fuerza centrífuga.
La fundición centrífuga o la fundición por rotación tienen áreas de molde dedicadas positivas y negativas. El metal o plástico líquido se eleva a través de la región negativa del molde con la utilización de la fuerza centrífuga.
Centrífugas industriales
Los compuestos de densidad variada se separan mediante centrifugadoras en instituciones de investigación e industrias.
Las máquinas centrífugas desarrollaron el diferencial de presión hidrostática que da como resultado fuerzas de flotación significativas que empujan las partículas de baja densidad hacia adentro. La fuerza centrífuga en los tubos llenos de líquido es generada por estos dispositivos ortogonales al eje de rotación en el marco giratorio de referencia.
La fuerza centrífuga hace que los elementos o partículas que son más densos que el fluido fluyan hacia afuera. Esto desarrolla una analogía del principio de Arquímedes, donde la gravedad es sustituida por la fuerza centrífuga.
Efecto de la fuerza centrífuga en el cuerpo humano
Una aeronave y su tripulación pueden estar sujetos a varios grados de aceleración durante una maniobra de vuelo. Una ruta curva hace que un avión experimente una aceleración centrípeta. Debido a la inercia, la aeronave resiste esta fuerza dirigida radialmente hacia el centro de curvatura según la Primera Ley del Movimiento de Newton.
La fuerza de resistencia actúa contra la fuerza centrípeta y se dirige lejos del centro. Esta pseudo fuerza se conoce como fuerza centrífuga. Si el piloto hubiera sido un objeto no vivo en el avión, se supondría que la fuerza centrífuga lo empujaría a su asiento y causaría consecuencias fisiológicas.
Las consecuencias de esta pseudo fuerza se pueden dividir en tres secciones elementales:
- Sensación general de un aparente aumento de peso corporal.
- Pérdida de la vista, también conocida como "desmayo".
- Desorientación y pérdida del conocimiento, que son raras y típicamente infrecuentes.
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