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1. IDENTIFICACIÓN

Área: Ciencias Naturales

(Física)

Unidad: Dinámica Tema: Fuerzas Centrífuga y Centrípeta. -

Fuerza de Atracción Gravitacional

Grado: 10° Tiempo: 2 semanas Profesor: Jesús Alfredo Mantilla Lobo

2. PROPÓSITO

1. Identificar cuándo se presenta fuerza Centrípeta o fuerza Centrífuga. 2. Aplicar la Fuerza de Atracción Gravitacional en la solución de algunos problemas.

3. BASE CONCEPTUAL o CONTENIDO

Fuerza Centrípeta (Fcp)

Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o a la componente de la

fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una

trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de

curvatura de la trayectoria. El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse

hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton.

La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la

dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica.

Fuerza Centrífuga (Fcf)

Fuerza centrífuga es la que tiende a alejar los objetos del centro

de rotación del eje mediante la velocidad tangencial,

perpendicular al radio, en un movimiento circular.

Sabemos que cuando una partícula describe un M.C.U. posee una

aceleración dirigida hacia el centro de la trayectoria, es decir:

𝑎𝑐𝑝 = 𝑣𝑡

2

𝑅

Fuerza de Atracción Gravitacional (Fg)

La fuerza de atracción gravitacional es la fuerza con que la Tierra

nos atrae hacia el suelo, es la culpable de que, al perder el

equilibrio, nos vayamos de bruces al piso. Podemos medirla

sencillamente al pararnos en una balanza. Esa extraña fuerza que retiene nuestros pies sobre la superficie

no es otra cosa que el peso.

Constante de Gravitación Universal (G)

La constante de gravitación universal es una constante física

obtenida de forma empírica, que determina la intensidad de la

fuerza de atracción gravitatoria entre los

cuerpos. Se denota por G y aparece en la Ley de gravitación universal de Newton.

La medida de "G" fue obtenida

implícitamente por primera vez por Henry

Cavendish en 1798, utilizando la balanza

conocida como balanza de Cavendish (Figura arriba).

𝐺 ≈ 6,67384 𝑥 10−11 𝑁.𝑚2

𝑘𝑔2

2

4.TALLER

1. 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? Sol: Gráfica de la situación planteada

r = 20 cm f = 33,3 r.p.m.=0,56 s–1 m = 5 g Froz = ?

0FFF Croz

Froz = FC = 4m2rf2 = 4(5 g)(2)(20 cm)(0,56 s–1)2

Froz = 1.238,0431338 d

2.

5. PROCESO DE EVALUACIÓN

Resuelve los siguientes ejercicios, tal y como se te ha

enseñado en clase, con sus respectivas gráficas.

1. 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?

2. Las masas en un aparato tipo Cavendish son m1 = 10 kg y m2

= 10 g, separados sus centros 5 cm. ¿Cuál es la fuerza de atracción gravitacional entre las masas?

R/.Fg = 2,668x10–9 N

3. Calcula la fuerza de atracción de la Tierra sobre la Luna, si la mL = 7,35 x 1022 kg.

4. 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?

R/. Vmáx = 21,08 m/s = 76 km/h

5. (INTERPRETAR SITUACIONES) Un motociclista está dando vueltas dentro de una jaula de la muerte, la cual es esférica

de radio r como muestra la figura. La masa del conjunto moto-

motociclista es m.

La fuerza centrípeta F ejercida sobre el conjunto moto-motociclista en el punto A es la mostrada en:

A B C D