Cuando un objeto viaja en un recorrido circular, la fuerza centrípeda es lo que le permite seguir en ese camino. Por ejemplo, ¿recuerdas haberte montado en el carrusel de niño y aferrarte a la barandilla mientras tus amigos lo empujaban? Seguramente llegó un momento donde iba tan rápido que debías aferrarte con fuerza. Pero la verdad, habían dos fuerzas en ese momento, una real y otra aparente. La real, era la fuerza centrípeda y la aparente la fuerza centrífuga.
La fuerza centrípeda
Los carruseles son el ejemplo perfecto para explicar esta fuerza. Por un lado, tu cuerpo quería salir volando del carrusel en línea recta. Pero tus manos ejercían una fuerza opuesta para mantenerte dentro del carrusel. Cuando el cuerpo quiere salir volando del camino circular se conoce como fuerza centrífuga y es una fuerza aparente. Mientras que, la fuerza que ejerciste para mantenerte dentro del carrusel es real y es la fuerza centrípeda.
En otras palabras, la fuerza centrípeda es la fuerza ejercida en un objeto hacia el centro de una trayectoria circular para mantenerlo dentro de esa trayectoria. Su valor depende de tres factores, que son la velocidad del objeto a medida que sigue la trayectoria, la distancia del objeto desde el centro del camino y la masa del objeto.
En la imagen, la fuerza centrípeta se muestra como una flecha roja. Es constante en magnitud pero sigue cambiando de dirección para apuntar siempre al centro. También se muestra la velocidad tangencial. Finalmente, la distancia constante del objeto desde el centro del círculo es el radio.
Por otro lado, la fuerza centrífuga no es una fuerza sino una tendencia del objeto a abandonar la trayectoria circular. Lo que lleva al objeto a salir volando en línea recta. La fuerza de este objeto es constante y perpendicular a una línea que va desde el objeto hasta el centro del círculo. Esta línea perpendicular se llama velocidad tangencial.
La fuerza centrípeda en el espacio
En la astronomía, muchos planetas y estrellas se mueven en órbitas circulares. Estos objetos necesitan una fuerza equivalente a la fuerza centrípeda para mantener su movimiento circular. Normalmente esta fuerza es la gravedad. Cuando se equilibra la fuerza gravitacional y la centrípeda se pueden tener estimaciones de la masa dentro de un radio determinado. Esto se logra a partir de las curvas de rotación de las galaxias o discos de acreción cerca de los agujeros negros supermasivos.
Uno de los usos más frecuentes de la fuerza centrípeda es calcular la órbita de la Tierra con un satélite. Esto ha sido usado por científicos durante muchos años en el programa espacial.
La fuerza centrípeda permite calcular la órbita de la Tierra con un satélite.
La idea de una órbita de la Tierra es mantener el objeto en movimiento a una velocidad tangencial fija. De esta manera, la fuerza de la gravedad a esa distancia de la Tierra sea igual a la fuerza centrípeda necesaria para mantener al satélite en órbita.