Forza centripeta

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L'accelerazione centripeta è sempre diretta verso il centro della curva

In fisica, in particolare in meccanica classica, la forza centripeta è la forza che permette ad un corpo di percorrere una traiettoria circolare. La "forza centrifuga" è in realtà solo una forza apparente che sembra esistere nel sistema di riferimento non inerziale del corpo in movimento.

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La forza centripeta, rappresentata dal vettore \vec F_c, è sempre diretta verso il centro della circonferenza. Per poter mantenere un corpo di massa m su una traiettoria circolare di raggio r con una velocità tangenziale vt occorre una forza centripeta:


ovvero

F_c=m {\omega^2}\cdot{r}

essendo ω la velocità angolare.

L'accelerazione centripeta può essere fornita dalla presenza di un vincolo (un filo, una rotaia circolare, l'attrito tra gli pneumatici e la strada), oppure da un campo di forze centrali, come la forza di gravità o la forza elettrica.

Se ad un dato istante l'accelerazione centripeta si annullasse, il corpo, per la prima legge della dinamica, proseguirebbe lungo la direzione indicata dal vettore velocità tangenziale.

Huygens fu nel 1659 il primo scienziato a studiare la forza centripeta e a derivare la formula riportata sopra.
Isaac Newton nella sua opera principale Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, del 1687, definisce nel Libro I la forza centripeta:

« La forza centripeta è la forza per effetto della quale(il corpo)i corpi sono attratti, o sono spinti, o comunque tendono verso un qualche punto come verso un centro. Di questo genere è la gravità, per effetto della quale i corpi tendono verso il centro della terra, […] e quella forza, qualunque essa sia, per effetto della quale i pianeti sono continuamente deviati dai moti rettilinei e sono costretti a ruotare secondo linee curve.[…] Tentano tutti di allontanarsi dai centri delle orbite; e se non vi fosse una qualche forza contraria a quella tendenza, per effetto della quale sono frenati e trattenuti nelle orbite […] se ne andrebbero via con moto rettilineo uniforme. »

Con approssimazione molto intuitiva possiamo dire che la forza centripeta e la centrifuga sono la stessa forza ma di verso opposto, di segno opposto - Noi conosciamo intuitivamente la forza centrifuga: se siamo sul seggiolino di una giostra, la centrifuga è quella forza che percepiamo spingerci verso l'esterno. La centripeta è quella forza che è esercitata dalle catene che trattengono il seggiolino tirandolo verso il centro del cerchio/giostra.

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