¿Cómo actúa la fuerza centrípeta?
Para adentrarnos un poco en el mundo de las ciencias físicas, hoy queremos dar una explicación de cómo funciona la fuerza centrípeta y cómo actúa sobre los cuerpos en movimiento. Parece algo complicado de comprender, pero en realidad es más sencillo de lo que parece. Vamos a verlo.
¿Qué es la fuerza centrípeta?
En todo movimiento con trayectoria circular o curvilínea está presente la aceleración centrípetaque lleva siempre un sentido dirigido hacia el centro de la circunferencia o de curvatura. La velocidad tangencial puede tener una rapidez de cambio constante con el tiempo, pero siendo un vector y que cambia en cada instante de dirección, hace que sea variable y su cambio lo ofrece la aceleración centrípeta, siendo la responsable de mantener en órbita al objeto que se mueve en trayectoria curva.
Si quisiéramos que un objeto se desplazara en órbita circular cerca de la superficie de la Tierra, cuanto más cerca del suelo esté ese objeto, mayor deberá ser su velocidad tangencial . Esto se debe a que la fuerza de gravedad se hace mas intensa cuánto menor es la altura que nos separa del suelo.
Esto puede verse cuando queremos saltar para cruzar un cauce bastante ancho, sabemos que debemos tomar impulso corriendo mucho antes de llegar al primer extremo para asegurarnos de no caer por el acantilado. En el caso de un pájaro o una mosca que se mueven con velocidad relativamente baja, actúa el aire: vivimos en un océano de aire que incluso ayuda a que los aviones se desplacen hasta cierta altura, lo que seria imposible realizar en la Luna.
Formulación matemática de la fuerza centrípeta
ac = V2/r
La aceleración centrípeta es igual a la velocidad lineal o tangencial elevada al cuadrado y dividida entre el radio de curvatura, si multiplicamos esta cantidad por la masa del objeto que se mueve obtenemos la fuerza centrípeta.
Fc = m(v2/r)
Para el caso de la Tierra, la fuerza centrípeta es la fuerza de la gravedad, sin la aceleración centrípeta los cuerpos continuarían una trayectoria recta debido a la inercia, pues no habría una fuerza que los hiciera cambiar la dirección de su movimiento, reteniéndolos en una órbita circular o curva.
¿Cómo sería la fuerza centrípeta en un universo infinito?
Primero, podemos imaginar un disco girando en torno a su centro y pintar un conjunto de puntos en dirección del radio desde el centro hasta los extremos siguiendo una línea recta. Como el disco es sólido, cada punto descansa sobre el inferior anterior, entonces no tienen que vencer la enorme fuerza centrípeta, podría decirse que todos se encuentran en su sitio de gravedad cero. Así es fácil darse cuenta que los puntos más alejados del centro requieren de una mayor velocidad tangencial que los más próximos al centro para poder estar alineados con todos los que pertenecen a la misma recta.
Ahora, si el universo fuera infinito en tamaño y siendo que todo en él gira, los objetos más alejados deberían tener una velocidad tangencial infinita como el caso del disco, pues a gran escala este tiene un comportamiento isotrópico, entonces los objetos más distantes del centro deberían mantenerse de tal forma que busquen el alineamiento.
De esta manera, esos objetos viajarían más rápido que la luz; los que están a un radio de distancia correspondiente a la velocidad de la luz, tendrían una masa inercial infinita y el valor de su peso seria infinito y los que superan esa distancia estarían en el tiempo pasado, siendo que su velocidades serían super lumínicas. Esto resultaría muy extraño e interesante, dificil de comprender, por lo que el universo no puede ser infinito.
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