Forza centripeta: accelerazione, esempi

La forza centripeta è una forza che agisce su un oggetto mantenendolo in movimento lungo un percorso circolare. Un esempio comune si può trovare nei corpi celesti in orbita, come la Luna attorno alla Terra o la Terra attorno al sole.

La natura della forza centripeta

La forza centripeta può derivare da diverse interazioni: per esempio, nell’orbita di un elettrone attorno al nucleo, è di natura elettrostatica, mentre per la Luna che orbita attorno alla Terra è dovuta all’attrazione gravitazionale. Quando un corpo è legato a una corda in moto circolare, la forza centripeta è di tipo elastico.

Accelerazione centripeta

Nel moto circolare uniforme, si manifesta un’accelerazione vettoriale diretta sempre verso il centro della traiettoria. Questa accelerazione centripeta deriva dal secondo principio della dinamica, che richiede che sia presente una forza centripeta sempre diretta verso il centro.

Calcolo dell’accelerazione centripeta

L’accelerazione centripeta si calcola con la formula: $a_{c} = frac{v^2}{r}$. Dove $v$ è la velocità e $r$ il raggio della traiettoria.

Utilizzando questa formula, è possibile calcolare la forza centripeta di un aereo di massa 1500 kg che si muove lungo una circonferenza di raggio 400 m alla velocità di 300 m/s. Si ottiene un valore di 338 kN per la forza centripeta.

Esempi di calcolo

Un altro esempio può riguardare il calcolo della massa di un corpo che si muove lungo una circonferenza di raggio 30 m con velocità di 15 m/s e una forza centripeta di 450 N. Applicando la formula corretta, si ottiene che la massa del corpo è di 60 kg.