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Pregunta a eliax: ¿Ejerce la Tierra una fuerza centrífuga en nosotros?
eliax id: 6612 josé elías en may 14, 2009 a las 05:34 AM (05:34 horas)
El lector Valentino Bistolfi desde Argentina hace la siguiente pregunta:

"¿El movimiento de "rotación" del planeta Tierra ejerce alguna fuerza centrífuga sobre alguno de los elementos que lo conforman y/o habitan?"

El lector Valentino se refiere al efecto que sentiría una piedra si la atamos a una soga, y agarramos dicha soga por el extremo opuesto a la piedra para darle vueltas alrededor de nosotros como una onda.

Como todo cuerpo en movimiento rotatorio, la Tierra trata de ejercer una fuerza centrífuga hacia el exterior, sin embargo, la fuerza de la gravedad debido a la masa de la Tierra es mucho mayor que esta fuerza centrífuga, por lo que no sentimos los efectos de que la Tierra nos quiera "expulsar" al espacio, sino que mas bien todo lo contrario, que la gravedad nos atrae al centro de la Tierra.

Algo curioso es que este debe ser el caso en todos los cuerpos celestes, ya que si fuera posible de que (por ejemplo) un planeta girara tan rápidamente que expulsara al espacio parte de su masa, que esta se iría inmediatamente para no regresar y dejar al planeta en un estado al menos "en equilibrio" con la fuerza de la gravedad. O en otras palabras, en todo el Universo no debe existir un planeta en donde las cosas en su superficie sean lanzadas al espacio.

Y como siempre, pueden acceder a mas artículos similares en la sección de "Pregunta a eliax", y enviar sus preguntas por este medio.

autor: josé elías

Comentarios

  • Según los expertos y si mal no recuerdo, se readecuó el término de "fuerza centrífuga" por el de "fuerza centrípeta". Por que la primera fue demostrada no existir en algunos sentidos o algo parecido. Alguna ayuda con eso?

    • LS Canaán,

      En realidad son dos cosas diferentes. La centrípeta es una fuerza que "hala" hacia el interior de un movimiento circular, como lo haría la gravedad.

      Por ejemplo, en el mismo ejemplo que dí con la piedra en forma de onda, la sensación de la piedra querer "salir" del círculo es a o que llamamos la centrífuga, pero la fuerza que ejerce la cuerda sobre la piedra y que impide que esta salga es la centrípeta.

      • No, eso si sé que son cosas distintas y sus funciones, pero creí haber escuchado o leído algo como que la centrífuga había dejado de ser.

        Gracias de todas maneras :).

        • Depende del observador.Si consideramos un sistema inercial, la fuerza centrífuga no existe. Te lo explico con ejemplos sencillos:

          Tú tienes una cuerda con un peso en el extremo, y haces girar la cuerda en un movimiento circular.
          La inercia hace que todo cuerpo mantenga su estado actual en ausencia de fuerzas, por lo que el peso, una vez alcanzada una velocidad estable, tiende a mantener esa velocidad... en línea recta. La cuerda constantemente le hace variar de direción, tirando de ella hacia el centro. Esa fuerza es la fuerza centrípeta. No hay fuerza centrífuga en la ecuación, porque tú eres un observador que estudia el sistema desde el exterior (observador inercial)

          Ahora imagina que la cuerda mide un kilómetro y el peso es una esfera donde tú estás metido mientras gira. Como la única referencia eres tú mismo, a tí te da la sensación de que no te mueves, y por tanto la cuerda simplemente tira de tí constantemente, evitando que "caigas" (que te alejes del eje de giro). Esa supuesta "gravedad" es la fuerza centrífuga.

          Quizá recuerdes en algunas películas de ciencia ficción (como 2001: Una odisea espacial, o 2010), que las naves giran sobre si mismas para crear una gravedad artificial... esa es la fuerza centrífuga, ya que sus ocupantes no notan que están girando, da la sensación que es la Tierra y el resto del universo los que giran a su alrededor.

    • No estoy claro del efecto coreolis

    • bien es sabido , que si la fuerza gravitacional, fuere igual a una fuerza centrifuga existente , flotariamos , ahora ¿por que no?

  • La fuerza centrífuga es la que se usa para mantener los satélites en órbita. Al girar alrededor de la Tierra esta ejerce una fuerza centrifuga que compensa la gravedad y así equilibran las fuerzas para mantenerse siempre a la misma distancia de nosotros.

    Cuanto mas cerca de la tierra más velocidad de rotación entorno a ella para compensar la fuerza de gravedad.

    Por eso los satélites geoestacionarios están todos a la misma distancia, porque equilibran la fuerza centrifuga con la gravedad y luego giran a la misma velocidad tangencial en grados que lo hace la tierra sobre si misma.

    Si alguien se anima, que calcule a que velocidad habría que viajar sobre el nivel del mar para anular la gravedad y experimentar la ingravidez.

  • Si mal no recuerdo, se estaba por hacer un "ascensor espacial" utilizando este principio. Básicamente era un cable resistente que va muy arriba, y como la fuerza de gravedad es mucho menor, y la fuerza centrífuga es fuerte, la cabina al final del cable queda "suspendida".

    • Hola JackSparrow,

      Si haces una búsqueda en eliax con las palabras "elevador espacial" encontrarás varias noticias al respecto. Está mas avanzado de lo que muchos se imaginan...

  • La rotación de la tierra sobre su eje ejerce una fuerza centrífuga que, aunque ciertamente es inferior a la gravedad, ejerce un efecto bien significativo sobre algunos fenómenos, como el ser responsable de movimientos de volúmenes de aire responsables de la meteorología, o el hecho remarcable de que la tierra no es esférica sino achatada por los polos, lo que a su vez hace que pesemos menos en el ecuador que en los polos (el peso es la fuerza que sentimos, que tenemos que sostener con nuestras piernas, producto de la masa por la aceleración gravitatoria). Está también relacionada con la fuerza de Coriolis.

  • En respuesta a la pregunta principal
    quizas fuerza centrifuga/centripeta no sea perceptible pero si el planeta no rotara pesariamos varios kilos mas sobre este gran planeta.
    y recuerden siempre que quiten el tapon del lavatorio que el agua genera ese remolino por efecto de rotacion de la tierra.

    en un emisferio para un lado y en el otro para el otro. ¿y en el ecuador?????

    • Ariel,

      Lo de que el agua gire en diferentes direcciones dependiendo del hemisferio es un mito. No tiene nada que ver con la rotación de la Tierra o el hemisferio, sino con la dirección en que estén alineadas las manghueritas que expulsan el agua en el lavatorio.

      • Estas seguro??

        pasa con agua que este en reposo por ej un tanque de agua, si uno le quita el tapon de desagote se produce el remolino, y ahi no hay manguerita agujeritos ni nada.

        podriamos hacer un experimentop con alquien que viva del otro lado del planeta y el mismo experimento.

        Si. veo mucho los simpsons tambien.

        pero esto lo he comprobado y es asi.
        no estoy seguro por que.

        saludos!!.

        • bart simpsom que llamo para australia y pregunto hacia donde gira el agua del retrete XD

        • Hola Ariel. En realidad el *supuesto* efecto que dices que ejerce la rotación de la tierra sobre el remolino de agua que se forma cuando ésta para a través de un desagüe o cañería es la fuerza de CORIOLIS, la cual se genera por la rotación de la tierra. *SIN EMBARGO*, esta fuerza es de una naturaleza tan *pequeña* que en realida no determina el sentido de rotación del remolino del agua. Es un *MITO* hartamente demostrado *científicamente* que en un hemisferio el remolino de agua vaya en dirección opuesta al otro hemisferio. En realidad el sentido de rotación del remolino lo determinan otros factores, como puede ser la forma del "recipiente" que contiene el agua (junto con sus pequeñas imperfecciones), la existencia o no de mangueritas en los inodoros (como lo mencionó José Elías), el impulso inicial del agua, si el agua estaba en reposo o no, etc. Lo del episodio de los Simpsons fue una burla a este mito (como lo es casi todo el contenido de ese EXCELENTE programa). Incluso en ese episodio de los Simpsons se muestra a la embajada Americana en Australia con un "sofisticado" aparato para hacer girar el agua en el inodoro en el sentido opuesto, es decir, tal como lo haría en Norteamérica, para "sentirse como en casa". Muy divertida la escena.

        • Y a propósito, he vivido en mas de una docena de países en ambos hemisferios del mundo, y puedo asegurarles que el mito lo he comprobado yo empíricamente :)

          • Mi hermana me cuenta esto desde el ecuador:
            ARI hoy estuve enel ecuador
            la linea 00 00 00
            es increible
            bueno queria contartelo
            porque vos aqui
            te volverias loco
            hice un monton de pruebas
            como:
            parar un huevo en la cabeza de un clavo, no se cae
            dejar caer agua, no hace remolino
            pones el recipiente en el norte hace remolino para un lado, pones el tacho en el sur, hace para el otro!!!!!!
            intentar hacer fuerza, no hay resistencia

            entendes?!!!!!
            y otras cosas que mucho no entiendo pero filme toda la explicacion!!!!!!

            Me esta mintiendo Jose??
            Saludos!

  • Este tema me trae una duda en la cual no habia pensado, es que en todo momento existe un lado de la tierra dentro y fuera del sol, o sea, el lado dentro es el que esta mas cerca y el lado fuera el que esta mas lejos del sol, entonces la fuerza centrifuga, si fuera perceptible, arrojaria todo lo que este del lado fuera hacia el espacio, pero aplastaria contra la tierra lo que esta del lado dentro.

    Entonces, no deberia ser mas liviano afuera y mas pesado adentro, ya que deberia sumarsele a la gravedad adentro y restarsele afuera?

    O es que esa distorcion espacio tiempo que crea un planeta la cual produce la gravedad anula la fuerza centrifuga a los objetos que estan en su superficie?

    • Debo aclarar en en el comentario anterior me refiero a la fuerza centrifuga que debe sentirse por el movimiento de la tierra al rededor del sol, lo cual seria igual que amarrar la piedra de la soga.

    • La misma fuerza que hace que la Tierra gire alrededor del sol (la gravedad), hace que nosotros giremos con ella. Es decir, si eliminásemos la tierra, tú seguirías en orbita alrededor del sol. No creo que se apreciable una fuerza centrífuga en este caso.

  • A ver, hagamos algo de números:

    La fuerza centrífuga es: F=m w2 R

    donde en nuestro caso será:
    m=masa en gramops
    w= velocidad angular en radianes por segundo
    R=radio en centímetros

    O sea que por ejemplo:

    un cuerpo de 1 kilo (masa)

    en la superficie de la tierra gira a una vuelta cada 24 horas o sea 2¶ radianes cada 86400 segundos

    y si está en el ecuador, estaría a 6378 kilómetros del centro, o sea 6378000 metros o sea 6378000 metros. La fuerza sería

    F= 1kg . (2 . 3,14/86400 s)2 . 6378000 m

    F= 0,0337300330451 Newton

    Dado que la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra es de 9,81 m/s2, una fuerza de 0.0337 Newtons equivale a

    0,0337300330451 / 9,81 = 0,00343833160501

    O sea que un objeto de un kilo recibe una fuerza centrífuga de unos 3 gramos hacia arriba, o sea suficientemente poco como para que se note ... si no me he equivocado en ningún cálculo. Que alguien lo revise.

    Obviamente al alejarnos de la Tierra, la cosa cambia. La gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia, pero la fuerza centrífuga AUMENTA en forma proporcional a la distancia, con lo que existe un punto en que el PESO (la fuerza de atracción ejercita por la Tierra) de nuestra masa de un kilo que hemos tomado como ejemplo, pasa a ser menor que la fuerza centrífuga, que ha ido aumentando a medida que nos alejábamos del centro de rotación. Si mantenemos la velocidad angular a una vuelta por día, este punto en que ambos valores se hacen iguales es la órbita geoestacionaria.

    Obviamente existen otras órbitas posibles pero requieren que el objeto gire más rápido o más lento para cambiar la velocidad angular y así cambiar la fuerza centrífuga.

    Se me ocurre algo curioso: ¿a qué velocidad debería girar algo para entrar en órbita casi a nivel del piso o digamos unos pocos kilómetros sobre la superficie?

    Neceistaríamos en nuestro caso de un kilo, que la fuerza centrifuga fuera 1Kg o sea 9,81 Newton.

    F=9,81 Newton = 1kg . ( 2¶ /x s)2 . 6378000 m

    donde X sería el tiempo en el que tiene que dar la vuelta al mundo para que la fuerza centrífuga fuera equivalente a 1Kg fuerza. Un poco de pasaje de términos y a ver qué sale:


    9,81 / 6378000 = (2¶ /x )2

    raiz( 9,81 / 6378000 ) = 2¶ / x

    x=2¶ / raiz( 9,81 / 6378000 )

    x=5066,26172815 segundos

    O sea que habría que dar una vuelta al mundo en 5066 segundos, que son 1,4 horas. Dado que en el Ecuador, la circunferencia del planeta son 40076 kilómetros, la velocidad sería (regla de 3):

    1,4 horas --- 40076
    1 hora --- 40076/1,4=28625 kilómetros por hora.

    Así que ya saben: si quieren "flotar en el aire" burlando la gravedad, sólo tienen que viajar a más de 28000 kilómetros por hora.

    (que alguien revise las cuentas por las dudas)

    • Buena explicacion

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"Muchas gracias José por toda la dedicación, un gusto haberme topado con este increible blog llevado por tí un abrazo grande a la distacia desde Uruguay. Gracias!"

por "Guillermo" en feb 12, 2014


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