La fuerza que actúa sobre el agua evitando que se derrame del cubo se llama ‘Fuerza centrífuga’ .
Si está interesado en realizar este experimento, debe haber sabido que mientras balancea el cubo, este ‘Ficticio’ , elocuentemente puesto por muchos físicos, ejercería sobre su contenido una fuerza externa que lo mantiene pegado a El fondo del cubo.
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La condición para que ocurra este extraño fenómeno es que la fuerza centrífuga (hacia afuera) debe ser mayor que la fuerza centrípeta (hacia adentro) que está tratando de sacar el agua.
Y solo puedes hacer eso aumentando la velocidad a la que balanceas el cubo.
Entonces tenemos estas fórmulas: [matemáticas] F_ {C} = (m * v ^ 2) / r [/ matemáticas], mientras que [matemáticas] F_ {C} [/ matemáticas] es la fuerza centrífuga, [matemáticas] m [ / math] es la masa del objeto, [math] v [/ math] es la velocidad a la que viaja y, finalmente, [math] r [/ math], la trayectoria del radio de inercia, o el radio del círculo al que se balancea in. (Todo en SI, por cierto).
Nos has dado el radio, todavía tenemos que tener la masa del cubo + agua para trabajar.
Hipotéticamente, digamos que tenemos un cubo de 19 litros (5 galones) lleno de agua, que, según Internet, pesaría alrededor de 18 kilogramos (40 libras) .
Ahora tenemos que descubrir qué tan fuerte la gravedad de la Tierra tiraría del cubo mientras está parado. Esto nos ayudará a determinar el valor de [math] F_ {C} [/ math].
Usando la Segunda Ley del Movimiento de Newton, tenemos las fórmulas:
[matemática] F = m * a [/ matemática], mientras que F es la fuerza (Duh) , [matemática] m [/ matemática] para la masa y [matemática] a [/ matemática] para la aceleración, que sería un constante [matemática] 9.8 m / s ^ 2 [/ matemática] siempre que quisiéramos hacer algo con la gravedad de la Tierra.
Entonces tenemos:
[matemáticas] F = 18 * 9.8 = 176.4N [/ matemáticas]
Volviendo a las fórmulas originales, ahora está bajo el formulario:
[matemáticas] 176.4 = (18 * v ^ 2) /0.5 [/ matemáticas]
Calcule para [math] v [/ math], tiene 2.213 m / s .
Dato curioso, eso es relativamente cercano al récord mundial de velocidad para 50 m de natación estilo libre, con un ritmo de ~ 2.39 m / s.
Consenso general: registro de velocidad en balanceo de cangilones.
