Moto Circolare e Forze Centripeta e Centrifuga
Moto circolare uniforme
Nel moto circolare uniforme, la traiettoria è una curva precisamenteunacirconferenza, rendendo questo un esempio di moto curvilineo.
Caratteristiche principali:
- Il modulo della velocità rimane costante
- La direzione e il verso della velocità cambiano continuamente
- Il vettore velocità è sempre tangente alla circonferenza
Forza centripeta
Formula Chiave: La forza centripeta si calcola con F₍ = m·v²/r, dove m è la massa, v è la velocità e r è il raggio della circonferenza.
In un moto circolare uniforme esiste un'accelerazione centripeta, calcolabile come:
- a₍ = v²/r
- Questa accelerazione è sempre diretta verso il centro della circonferenza
La forza centripeta:
- Costringe il corpo a muoversi lungo la circonferenza
- Può essere fornita da: reazione vincolare, forza di gravità, forza di attrito
- Ha la stessa direzione e verso dell'accelerazione centripeta
Forza centrifuga
Concetto Importante: La forza centrifuga è una forza apparente che compare solo nei sistemi di riferimento non inerziali. Non è una forza reale!
Caratteristiche della forza centrifuga:
- Ha lo stesso modulo della forza centripeta
- Ha la stessa direzione ma verso opposto rispetto alla forza centripeta
- È "inventata" per far "quadrare i conti" nei sistemi non inerziali
Esempio pratico:
In una giostra rotante, una bambina che si trova sulla piattaforma:
- È ferma rispetto alla giostra sistemanoninerziale
- Per spiegare questa staticità, si introduce la forza centrifuga
- Si ha: Forza centripeta + Forza centrifuga = 0
Questo spiega perché, in un'auto in curva, percepiamo una spinta verso l'esterno: è la manifestazione apparente della forza centrifuga in un sistema di riferimento non inerziale.