6.5 Rizando el rizo


Resulta extraordinariamente espectacular ver cómo móviles pequeños (bolas) o grandes (coches) recorren una pista vertical describiendo una circunferencia; se dice que están haciendo un looping, y también que están rizando el rizo.

Observa en el vídeo el movimiento del coche: riza el rizo con toda facilidad, entrando en él desde un tramo horizontal y saliendo por otro tramo también horizontal.

Ahora solamente te vas a ocupar del aspecto dinámico de la situación, relacionando la fuerza centrípeta con la velocidad de giro y el radio de la pista, pero en el tema siguiente analizarás los aspectos energéticos de este mismo caso.

Si te fijas, en el punto más alto la velocidad es menor que la de entrada y de salida del rizo; parece que, durante un instante, el coche va a quedarse suspendido en el aire.

¿Qué crees que sucedería si la velocidad de entrada fuese un poco menor? ¿Rizaría el rizo?

¿Cuál es la fuerza centrípeta que permite que el móvil describa el giro? Cuando entra en la pista vertical, la normal del suelo va dirigida hacia arriba, hacia el centro de giro; conforme va subiendo, la normal va siendo cada vez menor. Incluso puede llegar a anularse, con lo que en el punto más alto del giro la fuerza centrípeta será el peso del móvil.

En la animación de la izquierda puedes ver en amarillo la fuerza normal, que se anula en la parte superior del rizo. Se aprecia muy bien cómo el coche casi se detiene en el punto más alto.

En el vídeo de la derecha, la bola describe perfectamente el giro si se deja caer desde bastante altura por la rampa de acceso al rizo. Pero si se deja caer desde poca altura, se despega de la pista antes de llegar al punto más alto y no lo describe totalmente.

 



Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto

La bola que riza el rizo

Fíjate en el vídeo anterior. Si la bola tiene 100 g y el radio del rizo es de 20 cm ¿qué velocidad mínima debe llevar la bola en la parte superior para no despegarse de la pista?