Suponiendo que la tierra es una esfera perfecta de 6400 km de radio que gira en torno a un eje que pasa por sus polos:
a) Como varía con la latitud la fuerza centrípeta que actúa sobre una persona que está al nivel del mar.
b) Cúal es la magnitud de esa fuerza si la masa de la persona es de 68 Kg
https://www.fisicalab.com/ejercicio/1591#contenidos
sigo sin ser capaz de hacerlo :(
Partiendo de mi "dibujo" de que la rotación de el radio de la tierra describe un cono.
El vértice del cono seria el centro de la tierra, y el radio R del cono el radio de la tierra.
La latitud λ, el angulo que forma con la horizontal. 0° en el ecuador, ±90° en los polos. (por definición de latitud)
El radio r de las circunferencias descritas (perpendiculares al eje de rotación) según la latitud son entonces: r = R*cos(λ)
Y la velocidad angular ω es: ω = 2π rad/dia para todos los movimientos circulares uniformes dichos.
ω = 2π rad/dia = 2π/86400 rad/s = 7.27*10-5 rad/s, y el radio R es R = 6.4*106 m
Un objeto a una latitud λ describe una circunferencia de radio r = R*cos(λ) y como la velocidad angular es constante, estamos en un MCU.
La aceleración normal an en un MCU con velocidad angular ω y radio R es: an = ω²R.
Pero para nosotros, el raido que queremos es radio en función de la latitud, es decir: r = R*cos(λ). Por tanto, an (λ) = ω² * R cos(λ). con ω la velocidad angular de la tierra y R el radio de la tierra. Sustituyendo datos:
an (λ) = ω²R cos(λ) = (7.27*10-5 )2 * 6.4*106 * cos(λ) = 7.272 *10-10 * 6.4*106 * cos(λ) = 7.272 *6.4 * 10(6-10) * cos(λ)= 338.5*10-4 * cos(λ)= 3.38*10-2 cos(λ)
Y como la fuerza centripeta Fc es: Fc = man. => Fc(λ) = m an(λ) = 3.38*10-2 *m*cos(λ) N
Para una masa m de 68kg => Fc (λ)= 3.38*10-2*68 * cos(λ) = 229*10-2 *cos(λ) = 2.29 cos(λ) N.
Por las dudas revisa la aritmética. Puedo haberme equivocado en alguna cuenta.