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Mecánica y máquinas simples · AP Physics 1 Unit 3 (Circular Motion)

Simulador de movimiento circular y fuerza centrípeta

Simulador de movimiento circular uniforme y fuerza centrípeta: montaña rusa y puentes

  • Cálculo en cliente
  • Sin registro
  • Derivación en vivo
  • Modo proyector
  • Hoja de trabajo A4
Cálculo local · Privado
Laboratorio interactivo de ciencias Cálculo matemático y físico puramente en el cliente. Los datos se procesan localmente sin almacenar información personal.
Ventana de simulación 3D● 60 FPS
Preajustes y errores frecuentes:

Variables de control del experimento

m
m/s
kg

Derivaciones y métricas en tiempo real

Aceleración centrípeta
--
Fuerza centrípeta
--
Fuerza normal N
--
Velocidad crítica
--
Derivación de fórmulas en tiempo real
Fórmula básica: --
Sustitución de valores: --
Estado físico: --

Ejemplos clásicos y análisis de errores en exámenes

Worked Problem

Problema: A 1000kg car crosses a convex bridge (R=50m) at 10m/s. What is the normal force at apex? (g=10m/s²)
Derivación paso a paso:
  1. Apex equilibrium: mg - N = mv²/R => N = 1000*(10 - 100/50) = 8000N.

Worked Problem

Problema: A roller coaster loop has radius 10m. What is the minimum velocity at the top to prevent falling? (g=10m/s²)
Derivación paso a paso:
  1. At critical apex, N=0: mg = mv²/R => v_min = sqrt(gR) = sqrt(10*10) = 10m/s.

Hoja de indagación en clase y tareas

Q1. Variant 1: Is uniform circular motion truly uniform motion? Explain why.
Q2. Variant 2: Why are outer train rails banked on curves? What happens if speed exceeds design limit?
Q3. Variant 3: What physical principle enables washing machine spin dryers to extract water?

Preguntas frecuentes y errores conceptuales

Is "centrifugal force" a real physical force?
No! In an inertial frame, only centripetal force exists. Outward movement is due to inertia carrying the mass along the tangent when inward force is insufficient.
Does the net force do work in uniform circular motion?
Zero work! Centripetal force is strictly perpendicular to instantaneous displacement at all points, so W = F*s*cos(90°) = 0.
Why do brakes become ineffective if a car speeds over a convex bridge crest?
Higher speeds decrease normal force N, reducing maximum tire friction f=μN. At takeoff speed N=0, friction vanishes completely.
How many forces act on a conical pendulum bob?
Only two: gravity G and rope tension T. Centripetal force is their resultant vector (mg*tanθ). Never draw a separate centripetal force on the diagram!