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3 INFORME
“FUERZA CETRIPETA”
GRUPO Nª5:
MARILUZ CASAS
YUDY VARGAS
SARA GONZALES
VANESA ARANA
XIOMARA LOZANO
ALBERTO LLERAS CAMARGO
FISICA
GRADO: 10.2
VILLAVICENCIO (META)
3 INFORME
“FUERZA CETRIPETA”
LIC. SANDRA LILIANA RAMOS
GRUPO Nª5:
MARILUZ CASAS
YUDY VARGAS
SARA GONZALES
VANESA ARANA
XIOMARA LOZANO
ALBERTO LLERAS CAMARGO
FISICA
GRADO: 10.2
VILLAVICENCIO (META)
INTRODUCCION
El propósito de la práctica es analizar los efectos de masa, radio y velocidad angular en
la fuerza centrípeta que actúa sobre un cuerpo que sigue una trayectoria circular. El
movimiento circular a velocidad constante es un movimiento acelerado; aunque la
magnitud de la velocidad continúa siendo la misma, la dirección del vector velocidad
varía continuamente. Según la 2° ley de Newton para mantener esta aceleración se
necesita una fuerza.
Observando que al hacer girar en círculo una pelota o en el caso del laboratorio una
goma con una masa constante fija a un cordón, su vector velocidad (recuerde que como
el vector tiene magnitud y dirección) cambia continuamente en cada vuelta, aun cuando
la rapidez sea constante; esto es porque la dirección de la velocidad es cambiante. Esto
quiere decir que debe haber una aceleración si la rapidez cambia y de acuerdo con la
segunda ley de Newton, una fuerza debe causar esa aceleración. La mano tira del cordón
hacia dentro, hacia el centro del movimiento, y el cordón tira continuamente de la pelota
sacándola de su trayectoria inercial en línea recta. Una fuerza que se dirige al centro, o
centrípeta debe ejercerse sobre cualquier objeto para que se mueva en trayectoria curva.
Esa fuerza centrípeta se podría deber al tirón de una cuerda, a la gravedad, al
magnetismo o a la fricción.
Aplicando la segunda ley de Newton, esta fuerza tiene que ser el producto de una masa
por una aceleración, y específicamente esta aceleración es la centrípeta, que da por lo
tanto la expresión matemática para la fuerza centrípeta.
Fc= m. 4π R
T²
DESARROLLO ESPERIMENTAL
En el desarrollo experimental, vamos a plantear y a exponer los materiales utilizados en
el tercer laboratorio, el cual se trató sobre las fuerzas centrípetas, que son componentes
de fuerza, dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria, que actúa sobre un
objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea.
Los materiales utilizados son:

Rodillo o tubo:
En nuestro laboratorio utilizamos un cilindro de metal, que posee un radio de 0.015 m ó
1.5 cm. Estos cilindros la utilizamos en el último experimento donde necesitábamos
analizar las variaciones de velocidades del eje y del borde del cilindro, lo que nos
muestra que son iguales en magnitud y tiene tiempos iguales.

La esfera de goma:
La esfera de goma es el objeto que se hace girar en el extremo de la piola, este recorre la
circunferencia a una velocidad constante

Piola:
Es la cuerda que sirve de conexión entre todos los objetos utilizados para hacer que la
esfera de goma recorra una distancia circunferencial en un tiempo y periodo constante.

Pinza cocodrilo:
Esta pinza es utilizada para mantener el radio constante, para no permitir que el tubo de
vidrio se corra y crezca nuestro radio lo que nos dejaría como consecuencia un valor
final no acertado, es decir, un laboratorio con un margen de error demasiado alto.

Arandelas:
Una arandela es un disco delgado con un agujero, por lo común en el centro.
Normalmente se utilizan para soportar una carga de apriete. Lo utilizamos como la masa
que proporciona una tensión sobre la cuerda para permitir un valor equilibrado en la
velocidad constante del movimiento de la esfera de goma, o de nuestro objeto.

Regla milimetrada:
Es una regla normal, de uso común, maneja en su subdivisión como mínimo los
milímetros. Utilizamos una regla de largor máximo de 1 metro (100 cm). Nos sirvió
primero para hallar la longitud del radio, y para tomar la distancia que recorre el
cilindro.

Cronómetro:
El cronómetro es un reloj o una función de reloj utilizada para medir fracciones
temporales, normalmente breves y precisas. El funcionamiento usual de un cronómetro,
consiste en empezar a contar desde cero al pulsarse el mismo botón que lo detiene.
Además habitualmente puedan medirse varios tiempos con el mismo comienzo y
distinto final. Para ello se congela los sucesivos tiempos con un botón distinto,
normalmente con el de reinicio, mientras sigue contando en segundo plano hasta que se
pulsa el botón de comienzo. Lo utilizamos para medir el tiempo que se demoraba en
darán X cantidad de vueltas.

Plano inclinado:
El plano inclinado es una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se
utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos
dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer
la fuerza de rozamiento.

Tubo de vidrio:
Este tubo de vidrio nos sirvió para sostener la cuerda o piola que hacia girar la esfera de
goma.
RESULTADOS:
1. ¿Cómo se relaciona esta fuerza con la velocidad del objeto?
R/: Se relacionan por que la fuerza es directamente proporcional con la velocidad,
debido a que si la fuerza F aumenta, la velocidad V naturalmente tendrá que aumentar.
2. ¿Cómo se relaciona esta fuerza con la masa del objeto?
R/: F = m. a, de esta manera la fuerza es directamente proporcional con la masa, si la
masa es mayor, naturalmente se debe aumentar la fuerza F que se proporciona al cuerpo
para que tome el movimiento.
3. ¿Cómo se relaciona esta fuerza F con el radio de giro?
R/: Si el radio es menor, se le proporciona una menor fuerza, y si el radio es mayor se le
proporciona mayor fuerza para que así el objeto pueda girar o tomar un movimiento.
4. ¿Tiene usted que aumentar la tensión sobre la cuerda a medida que aumenta la
velocidad de la masa que gira?
R/. Sí, porque a medida que aumenta la velocidad de la masa se tiene que hacer más
fuerza y a su vez la tensión que ejerce uno va aumentando para así obtener la
aceleración.
5. ¿Qué pasa si suelta la cuerda?
R/.si soltamos la cuerda, esta va a intentar salir por la tangencial, pero como la arandela
no deja simplemente se hace más larga la longitud del radio y disminuye su velocidad.
6. tabla # 1
Masa #
#
Período Velocidad
Radio Tiempo
Arandelas
Vueltas
R(cm) t(s)
m
m
m+1
m+2
m+3
m+4
m+5
Fc
0
1
2
3
4
5
100
100
100
100
100
100
17.50
16.10
15.05
14.00
13.60
12.50
n
10
10
10
10
10
10
T
V
1.75
1.61
1.505
1.4
1.36
1.25
0.11 TT Rad/s
0.12 TT Rad/s
0.13 TT Rad/s
0.14 TT Rad/s
0.147 TT Rad/s
0.16 TT Rad/s
7. ¿Cuál es la relación entre Fc (# de arandelas) y V?
R. / La relación existente es que entre más arandelas insertábamos en la cuerda,
aumentaba la masa, es decir son directamente proporcionales.
Tabla # 2
RADIO
20
40
60
80
100
Fc (# arandelas)
8
8
8
8
8
TIEMPO
6
8.40
9.73
12.3
12.70
PERÏODO
0.6
0.84
0.973
1.23
1.27
8. ¿Que relación existe entre la V y el radio?
R/.Que entre menos radio tenga más velocidad va a tener, por lo tanto se puede decir
que es una relación inversamente proporcional.
9. ¿Se cumple la segunda ley de Newton en este experimento?
R/: Claro que se cumple, ya que estamos haciendo una fuerza hacia adentro, esta es la
misma que hace que haya la aceleración centrípeta, y es directamente proporcional a la
fuerza, ya que si la disminuimos, al mismo tiempo y en la misma proporción se
disminuye la aceleración centrípeta, pero resulta que esta es inversamente proporcional
a la masa, ya que entre menos masa haya más es la facilidad para girar el cuerpo y
obtendremos una mayor velocidad que
Con la misma fuerza en un cuerpo de mayor masa.
10. Determinan experimentalmente la aceleración angular con que desciende un cilindro
por un plano inclinado. Discuten el origen de la aceleración media.
R/. Al soltar al cilindro en el punto A, este parte con velocidad inicial cero de modo que
los estudiantes pueden medir el tiempo (t) que emplea en recorrer la distancia (d).
Recordándoles que
pueden determinar la aceleración tangencial del borde
del cilindro. Como la aceleración en el borde del cilindro es igual a la de su eje de
rotación, es lícito aplicar la relación
para calcular la aceleración angular. La
discusión del experimento se enriquece si se repite con una bolita y se pregunta por la
aceleración angular en distintos puntos de su superficie.
REMPLAZAMOS:
Angulo de 20°
DATOS:
Vi = 0 m/s
Vf = 0.69 m/s
t = 94 milésimas o 0.94 s
d = 0.65 m
ANALISIS
Para este experimento hay varias fuerzas de error posible como podemos observar. En
general, para esta práctica, considero que la principal es la dificultad que hay, por las
características del mecanismo utilizado, de obtener la plataforma gira es muy difícil
observar la medida que inicia el dinamómetro, así como verificar si la medida del radio
que se necesita esta correcta.
Observando las primeras tablas está clasificada en el tiempo que se utiliza para cada
periodo y el número de arandelas, según la masa de arandelas que hivamos poniendo al
hilo iba aumentando la tención y la fuerza. Es decir tiene mayor tención y fuerza, ya que
esta tención es generada porque va aumentando el peso de arandelas a medida de esto
tensiona el hilo, entonces es donde actúa una fuerza hacia al centro.
Por lo contrario, si la masa de arandelas es más liviana, la tención y la fuerza es
generada en el hilo, la fuerza y la tención del hilo va hacer mucho menor. Por lo que
observe en la tabla fue que son directamente proporcionales.
En la segunda tabla fue el segundo experimento que hicimos. Como podemos darnos de
cuenta que es lo mismo que el primer experimento lo único que varía es el radio y el
número de arandelas va hacer el mismo. El radio lo tomamos en 20 en 20 hasta 1000.
Donde nos demostró que ha medida que íbamos tomando menos radio hiva a más
velocidad el hilo con el corcho.
Por orto lado también observe que hay un pequeño intervalo de tiempo desde que se
activa el sistema hasta que el dianometro llega indicar la fuerza centrípeta que es.
Cuando un objeto está en lo que conocemos como movimiento circular uniforme, actúa
sobre él una fuerza, de naturaleza radial, que opera hacia el centro de su trayectoria
circular, busca el centro. Siempre apunta hacia el centro del círculo
CONCLUSIONES

Se utilizaron materiales como: el tubo, la piola, las arandelas (8), el cronometro,
la esfera de goma, la pinza y la regla milimetrada, en lo cual teníamos que hallar
los valores indicados en cada una de las de las tablas dadas en las guías de
trabajo.

En la primera tabla tomamos valores como el numero de arandelas que
usábamos cada vez que girábamos la piola, el radio, el tiempo que tardaba las 10
vueltas, y hallar el periodo es decir el tiempo en que tardaba en dar cada una de
las vueltas y por ultimo hallar la velocidad.

En la segunda tabla la masa era constante y el radio variable, dando como
valores el numero de arandelas, el tiempo de las 10 vueltas cada vez que el radio
cambiara y el periodo lo que tardaba cada vuelta si el radio varia.

En la segunda parte de la práctica nos daban como materiales el plano inclinado,
y el cilindro, para verificar la velocidad y distancia que tenía el cilindro.
REFERENCIAS




Energía 1, estándares básicos de competencias, men. Educación media.
Colombia Bogotá, voluntad 2006.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_centr%C3%ADpeta
http://fisica.udea.edu.co/~gicm/Practicas_Lab_GICM/fuerza%20centripeta.pdf
http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-eingenieria/fisica/respuestas/2132254/fuerza-centripeta