Question

Un avión describe un arco de circunferencia de 25m de radio con una rapidez de 345 m/s. Si la masa del piloto de la aeronave es 75kg.
A. Determina la fuerza que ejerce el asiento sobre el piloto.
B. Identifica los pares de fuerza de acción-reacción respecto al piloto

Answer 1

La fuerza que ejerce el asiento sobre el piloto es $F_{c}=357075N$

Los pares de fuerza de acción-reacción son $F_{centrifuga}=-F_{centripeta}$

En la gráfica adjunta podrás ver el movimiento del avión con respecto al origen desde donde describe el arco de circunferencia.

La velocidad lineal o tangencial al radio está dada por

$V=345m/s$

El radio como

$r=25m$

Y la masa

$m=75kg$

Para encontrar la aceleración centrípeta, utilizaremos la siguiente ecuación

$a_{c}=\frac{V^{2}}{r}$

Y la fuerza ejercida sobre el piloto está dada por

$F_{c}=m*a$

Sustituyendo la aceleración en la ecuación de la fuerza, encontramos la fuerza ejercida por el asiento sobre el piloto

$F_{c}=m*\frac{V^{2}}{r}$

Introduciendo los valores tenemos la fuerza buscada

$F_{c}=75kg*\frac{(345m/s)^{2}}{25m}$

Dando como resultado

$F_{c}=357075N$

A esta fuerza, que se considera real, le corresponde una fuerza de la misma magnitud y opuesta dado la tercera Ley de Newton.

$F_{centripeta}=357075N=F_{centrifuga}=-357075N$

Que es el par de fuerza acción-reacción.

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