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Lección 24

Movimiento circular vertical

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El movimiento circular vertical tiene una particularidad y es que en él la aceleración centrípeta no es constante, sino que varía dependiendo de la posición del móvil. Por ejemplo, en el punto más bajo de la órbita, el peso del cuerpo es una fuerza centrífuga (esta sí real), por lo que en este punto la aceleración centrípeta es mínima; mientras que en la parte superior de la órbita, el peso es una fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta es máxima. Estudiaremos someramente este tipo de movimiento por medio del siguiente ejemplo:
 
Una persona de masa m se monta en una rueda de Chicago de radio R que gira con rapidez constante, como muestra la figura.
1. Halle expresiones para el peso aparente que siente esta persona en los puntos A, B, C y D.
2. ¿A partir de qué rapidez el pasajero saldría disparado de la rueda en el punto B si el radio de esta es R = 5.00 m?
 
El peso aparente es el peso que parece tener un cuerpo cuando hay una fuerza neta vertical actuando sobre él. En este caso, el peso aparente de la persona es igual en magnitud a la fuerza normal que sobre ella ejerce el asiento.
 
En los puntos A y C el peso aparente de la persona es su mismo peso real, pues en estos puntos el eje vertical es tangencial, sin aceleración, y, por lo tanto, en ellos la fuerza neta vertical es cero. En el punto B, la aceleración centrípeta es máxima y el peso aparente de la persona es menor que su peso real. En el punto D, por el contrario, la aceleración centrípeta es mínima y el peso aparente de la persona es mayor que su peso real.
 
Por último, para que el pasajero salga disparado de la rueda en el punto B, su peso aparente debe ser nulo o negativo. Por lo tanto, si igualamos a cero la expresión para el peso aparente de la persona en el punto B, hallamos la rapidez mínima a partir de la cual esta saldría disparada, la cual es de 7.00 m/s.
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