Accelerazionecentripeta è una proprietà presente nei corpi che descrivono a movimento circolare. È un Grandezza vettoriale Vector che punta al centro della traiettoria, inoltre, il suo modulo è direttamente proporzionale al quadrato della velocità del corpo e inversamente proporzionale al raggio della curva.
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Cos'è l'accelerazione centripeta?
L'accelerazione centripeta è rappresentata da a vettoreche punta verso il centro di un percorso circolare. Perché è un accelerazione, la tua unità di misura è il m/s², tuttavia, a differenza del accelerazione media e da accelerazione istantanea, accelerazione centripeta non è caratterizzato come una variazione di velocità, ma piuttosto come una variazione nella direzione e nella direzione della velocità.
Il vettore di accelerazione centripeta è tangente alla traiettoria del corpo, inoltre, è perpendicolare alla direzione di velocitàscalata, chiamato anche velocitàtangenziale.
Anche nei casi in cui un mobile descrive un movimento circolare ed uniforme, cioè con velocità angolare costante, si ha accelerazione centripeta, quindi, ogni movimento che avviene su percorsi circolari viene accelerato.
L'accelerazione centripeta è direttamenteproporzionale alla velocità tangenziale del mobile, quadrato, e inversamenteproporzionaleal raggio della curva, come mostreremo di seguito.
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Accelerazione centrifuga
L'accelerazione centrifuga è a concettoerrato molto usato. Poiché, quando posti in rotazione, gli oggetti tendono a "scappare dal centro", immaginiamo l'esistenza di un'accelerazione centrifuga, tuttavia, tale accelerazione non esiste. In effetti, ciò che esiste è il inerzia di oggetti che si muovono su percorsi circolari.
IL inerzia è la tendenza di un corpo a rimanere nel suo stato di movimento rettilineo, con velocità costante, oppure a riposo, per questo motivo, quando in una traiettoria circolare, i corpi subiscono l'azione di un forza centripeta, che punta al centro. In quel momento, la sua inerzia provoca il movimento centrifugo.
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Accelerazione centripeta della Terra
La Terra si comporta a movimento di traduzione, ad una distanza media di 150 milioni di chilometri, muovendosi a circa 100.000 km/h. Inoltre, in linea dell'equatore, a velocità di rotazione dalla terra è di circa 1600 km/h.
Anche muovendoci così velocemente, non siamo in grado di percepire l'accelerazione centripeta della Terra, perché le accelerazioni prodotte dai movimenti di rotazione e traslazione sono migliaia di volte più deboleche proprio gravità terrestre.
Tuttavia, è noto che l'accelerazione centripeta della Terra gioca un ruolo molto importante: fa sì che i mari occupano l'Equatore, se il pianeta smettesse di ruotare, lascerebbero la regione e migrerebbero verso il Nord e Sud.
Vedi altro: È vero che l'acqua scorre in direzioni diverse a seconda di ciascun emisfero?
Formula di accelerazione centripeta
ce n'è più di uno formula utilizzato per calcolare l'accelerazione centripeta, conoscerli ciascuno:
v - velocità
R – raggio della curva
Oltre a ciò, esiste una formula di accelerazione centripeta che può essere calcolata in termini di velocitàangolare, ω, nota:
v - velocità
R – raggio della curva
Forza centripeta e accelerazione centripeta
Proprio come la forza risultante dai movimenti di traslazione, la forza centripeta è la forza risultante che agisce su un corpo, facendolo ruotare. Pertanto, questa quantità è equivalente alla massa del corpo moltiplicata per l'accelerazione centripeta. Quindi forza centripeta e accelerazione centripeta sono cose diverse, dal momento che la forza centripeta è definita dal prodotto della massa per l'accelerazione centripeta.
Esercizi sull'accelerazione centripeta
Domanda 1) Un veicolo di 1000 kg si muove a 20 m/s su una traiettoria circolare con raggio pari a 40 m. Controllare l'alternativa che indica l'accelerazione centripeta sottoposta al veicolo.
a) 5 m/s²
b) 1 m/s²
c) 10 m/s²
d) 8 m/s²
e) 4 m/s²
Modello: Lettera C
Risoluzione:
Usiamo la formula dell'accelerazione che mette in relazione la velocità con il raggio della traiettoria, controlla:
Secondo il calcolo effettuato, l'accelerazione centripeta subita dall'auto è stata di 10 m/s², quindi l'alternativa corretta è la lettera c.
Domanda 2) Un pilota di auto da corsa entra in una curva ad alta velocità, subendo un'accelerazione centripeta di 15 m/s². Sapendo che il raggio della svolta è di 60 m, determina l'entità della velocità angolare dell'auto da corsa nella svolta.
a) 3,0 rad/s
b) 2,5 rad/s
c) 0,5 rad/s
d) 0,2 rad/s
e) 1,5 rad/s
Modello: lettera C
Risoluzione:
Calcoliamo la velocità angolare utilizzando la formula dell'accelerazione centripeta di seguito, ecco come:
Secondo il calcolo di cui sopra, il veicolo cambia direzione di circa 0,5 radianti ogni secondo. Secondo la definizione di radianti, ciò equivale a circa 28° ogni secondo, quindi l'alternativa corretta è la lettera c.
Domanda 3) Determina l'accelerazione centripeta di un oggetto che si muove su una traiettoria circolare con un raggio pari a 4 m, tenendo conto che questo oggetto compie un giro ogni 4 s. (Usa π = 3,14).
a) 9,8 m/s²
b) 8,7 m/s²
c) 0,5 m/s²
d) 6,0 m/s²
e) 2,5 m/s²
Modello: Lettera a
Risoluzione:
Per calcolare l'accelerazione centripeta dell'oggetto, è necessario conoscere la grandezza del suo velocità scalare, o anche la sua velocità angolare, in questo senso, otteniamo questo secondo velocità. Per fare ciò, dobbiamo ricordare che ogni rivoluzione completa equivale a spazzare un angolo pari a 2π rad, e che impiega 4 s:
In base al risultato ottenuto, troviamo che l'accelerazione centripeta che mantiene l'oggetto su un percorso circolare è di circa 9,8 m/s², quindi l'alternativa corretta è la lettera a.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
