Principio Fisico Centrifugadora

7/26/2019 Principio Fisico Centrifugadora

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CONCEPTO DE FUERZA CENTRFUGA APLICACIONES PRCTICAS

-Si se hace girar con rapidez un balde parcialmente lleno de agua, con los brazos extendidosalrededor del cuerpo, el contenido no se derrama, aun cuando el balde est volcadosobre un costado. El principio responsable de este fenmeno es conocido por los fsicoscon el nombre de fuerza centrfuga.Al mismo tiempo ue se hace girar el balde, el agua tiende a permanecer dentro de ste,presionada hacia el fondo !es decir, hacia afuera con respecto a uien hace girar elbalde" o al centro de giro por la fuerza centrfuga. Este es un e#emplo bastante directo decmo se origina esta fuerza, aunue ha$ muchas otras aplicaciones m%s pr%cticas.Sabemos, seg&n las le$es de los cuerpos en movimiento, enunciadas por 'saac (e)ton,ue las fuerzas siempre se originan por pares, siendo cada una de las mismas de igualvalor $ sentido contrario. *a fuerza ue se necesita para mantener un cuerpo ue giradentro de su tra$ectoria, evitando ue se va$a hacia afuera, se conoce como fuerzacentrpeta $ es igual pero de sentido contrario a la fuerza centrfuga.

Fuerza centrfuga en un balde girando. El agua no sale del balde porque es empujadahacia el exterior o fondo.

En el caso del e#emplo mencionado, esta fuerza centrpeta se manifiesta como elesfuerzo realizado por el brazo para sostener el balde. +odemos ver, bastante f%cilmente,cmo estas fuerzas se relacionan con la velocidad a la cual el ob#eto se mueve dentro desu rbita.

-n e#emplo emocionante lo constitu$e, en el espect%culo circense, un motociclista ue davueltas dentro de una gran esfera de malla met%lica.uando su m%uina se mueve lentamente, el motociclista no puede subir mu$ alto, peroa velocidades ma$ores la fuerza centrfuga ue tiende a lanzarlo hacia afuera es tan

grande, ue puede trepar verticalmente hasta la c&spide de la esfera $ girar sin perdercontacto con la pista/, a pesar de desplazarse cabeza aba#o/.


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-*a inclinacin ue se observa en las curvas de las vas frreas obedece al mismo principio0la fuerza centrfuga ue impulsa haca afuera al tren cuando ste toma la curva, escontrarrestada por la fuerza centrpeta ue se manifiesta cuando el costado de las ruedaspresiona sobre los rieles. Este esfuerzo se reduce considerablemente inclinando las vasen un cierto %ngulo, de modo ue el riel exterior !el m%s ale#ado del centro de la curva"est a ma$or altura ue el interior.

-1tro e#emplo parecido lo constitu$e auella famosa primera pista de Avus, en Alemania,donde $a en el a2o 3456, los promedios de velocidad establecidos por los coches decarrera llegaban a 783 9m.:h., con records hasta de 7;< 9m.:h. Esto poda lograrseporue auella pista tena curvas construidas con un extraordinario peralte ue llegaba alos => grados. ?e esta manera, se consegua precisamente vencer la gran fuerzacentrfuga ue esas velocidades provocaban en los giros. na idea de dicha fuerza la dael c%lculo de ue, en el momento de paso sobre la curva, los neum%ticos deban soportarnada menos ue 3 veces el peso de la mquina.

Peralte o Inclinacin de la Carretera

-*os llamados trajes de presin, creados por los #aponeses durante la segunda guerra

mundial $ adoptados luego por casi todas las dem%s fuerzas areas, constitu$en unasolucin bastante aceptable al problema de la tremenda fuerza centrfuga a ue est%sometido el piloto en un combate areo. Este tra#e evita ue, en los giros violentos, lasangre se desplace $ se agolpe por centrifugacin, con el consiguiente desvanecimiento$ prdida moment%nea de la visin. +ero no siempre la fuerza centrfuga resulta negativa@muchas veces el hombre se vale de ella para obtener provecho.

-n buen e#emplo de aplicacin pr%ctica de este principio lo tenemos en el aparatodenominado centrifuga.Si tenemos una suspensin de un slido en un luido, o unamezcla de luidos de diferentes densidades, es decir, ue tienen relaciones diferentes depeso a volumen !por e#emplo crema $ leche", $ ue han sido mezclados hasta formar unaemulsin, podemos separarla si la de#amos reposar tiempo suficiente.


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-na centrifugadora es una m%uina ue pone en rotacin una muestra para por fuerzacentrfuga acelerar la decantacin o la sedimentacin de sus componentes o fases!generalmente una slida $ una luida", seg&n su densidad. Existen diversos tipos,com&nmente para ob#etivos especficos.*a atraccin ue e#erce la gravedad sobre la leche es ma$or ue sobre la crema, menosdensa, ue va a la superficie. Este proceso se puede acelerar centrifugando la mezcla!estas centrifugadoras tienen la forma de un cuenco ue gira r%pidamente". ?e este modo

la leche es impulsada m%s le#os del centro ue la crema, la cual, por no ser tan densa, nosufre con tanta intensidad los efectos de la fuerza centrfuga ue se origina.

-Bambin bombas centrfugas$ turbinas centrfugasue traba#an con luidos $ aire,respectivamente, son un acierto mec%nico. ?ebemos recordar ue los turborreactorescentrfugos reciben este nombre porue su alimentacin de aire lo produce una turbina deese tipo.

omba centrifugadora

-En la fundicin de metales, las in$ectaras centrfugas son insustituibles por la precisin,

seguridad $ calidad de los colados. Este tipo de in$ectora recibe el metal fundido por untragadero central, $ mantiene adosada una batera de matrices a su contorno. Cirando agran velocidad, el metal es centrifugado con gran presin, e in$ectado al interior de lasmatrices.


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Esquema *istema )ierra-*ol

Esto se debe a que, a pesar de la atraccin gravitacional (fuerza de gravedad la fuerzacentrfuga tiende constantemente a empujar a la !ierra "acia afuera. En este caso, las dosfuerzas estn equilibradas. #a fuerza de gravedad entre el $ol % la !ierra act&a como unafuerza centrpeta, que tiende a atraer al planeta, que gira en su rbita, "acia el $ol. #afuerza centrfuga originada por el movimiento de rotacin, tiende a empujar al planeta ensentido contrario, es decir, fuera del $ol., El resultado es que la distancia entre el $ol % la!ierra se mantiene constante, suponiendo que la velocidad del planeta tambi'n semantenga igual (en realidad, la velocidad de la !ierra sufre pequeas variaciones, con laconsiguiente alteracin en la distancia al $ol. El mismo principio se aplica a los sat'litesartificiales que se ponen en rbita para girar alrededor de la !ierra. #a atraccin de lagravedad equilibra las fuerzas centrfugas, % los sat'lites pueden moverse a distancia ms omenos constante de la !ierra, )suponiendo que su velocidad sea tambi'n constante*. +etodos modos, la velocidad se reduce gradualmente, a causa del rozamiento con laatmsfera, % los sat'lites tienden a caer "acia la !ierra.

Formula de la Fuerza Centreta!


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E"emlo!si se toma una piedra de 7 9g. de masa, atada a una cuerda $ se la hace girar conun radio de 3,7 m. a razon de 7 vueltas por segundo. u%nto vale la fuerza centrfuga uedebe soportar la cuerdaD.*a masa es de 7 9g., el radio0 3,7< metro, pero nos falta la velocidad tangencial e, pues ladel problema es la velocidad angular.+ara ello se sabe ue d% dos vueltas en un segundo, entonces el recorrido es, dos veces elpermetro de la circunferencia por segundo. +odemos hallarlo asi0 5.3=. 3.7. 7F6.>5 m. cadavuelta, por dos es0 3>,,,

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