Fuerza centrífuga

Fuerza aparente radial dirigida hacia el exterior experimentada en marcos de referencia giratorios.

Idea general del tema

La fuerza centrífuga es la fuerza de inercia que aparece para un observador que gira con un sistema, por ejemplo sobre una plataforma o dentro de un coche en curva. Se dirige hacia fuera del eje de giro y vale la masa por el cuadrado de la velocidad angular por la distancia al eje.

Es la fuerza ficticia que más se confunde con la centrípeta. Desde un sistema inercial no existe: el cuerpo tiende a seguir en línea recta y lo único que actúa es la fuerza centrípeta real. Desde el sistema giratorio se explica el equilibrio de un cuerpo en reposo respecto de él compensando la fuerza real hacia el centro con esta fuerza hacia fuera.

Qué se comprende al terminar

Al terminar, el alumno debe ser capaz de calcular la fuerza centrífuga en un sistema que gira con velocidad angular constante y usarla para resolver problemas de equilibrio relativo, como la inclinación de un péndulo cónico o la fuerza sobre un pasajero en una curva.

Asimismo, debe saber por qué no hay que sumar centrífuga y centrípeta en el mismo diagrama.

Ruta didáctica recomendada

1. Definición Fuerza Centrífuga: define la fuerza centrífuga a partir del sistema giratorio y fija su dirección, su valor y su origen.
2. Ejemplos Fuerza Centrífuga: resuelve ejemplos: objetos sobre una plataforma, centrifugadoras y vehículos en curva, comprobados desde el sistema inercial.

Criterio físico que hay que adquirir

El criterio esencial es trabajar en un único sistema de referencia. En el inercial solo existe la fuerza centrípeta real; en el giratorio hay una fuerza centrífuga que equilibra la real. Mezclar ambas descripciones, o dibujar las dos fuerzas a la vez, duplica el efecto y lleva a ecuaciones incorrectas.

Conexión con problemas reales

• curvas de carretera: lo que siente el pasajero.
• centrifugadoras y lavadoras.
• atracciones giratorias y estaciones espaciales con gravedad artificial.
• separación de mezclas por densidad.

Objetivo final del tema

El objetivo final es calcular e interpretar la fuerza centrífuga en un sistema giratorio y contrastar el resultado con la descripción desde un sistema inercial.