» » » » » » Forța centripetă

Forța centripetă

postat în: Mecanica | 1

O forță centripetă (din latină, „centrum„, ”centru”, și „petere„, „a căuta”) este o forță care face ca un corp să urmeze o cale curbată. Direcția sa este întotdeauna ortogonală față de mișcarea corpului și față de punctul fix al centrului instantaneu de curbură al traseului. Isaac Newton a descris-o ca fiind „o forță prin care corpurile sunt atrase sau împinse, sau tind în orice fel, spre un punct ca un centru”. În mecanica newtoniană, gravitația asigură forța centripetală responsabilă de orbitele astronomice.

Un exemplu obișnuit care implică forța centripetă este cazul în care un corp se mișcă cu o viteză uniformă de-a lungul unei căi circulare. Forța centripetală este direcționată în unghi drept față de mișcare și de asemenea de-a lungul razei spre centrul căii circulare. Descrierea matematică a fost făcută în 1659 de către fizicianul olandez Christiaan Huygens.

Formula

Mărimea forței centripete acționând asupra unui obiect de masă m care se mișcă la viteza tangențială v pe o cale cu raza de curbură r este:

F = mac = mv2/r

unde ac este accelerația centripetă. Direcția forței este spre centrul cercului în care se mișcă obiectul sau a cercului osculator (cercul care se potrivește cel mai bine cu calea locală a obiectului, dacă traseul nu este circular). Viteza din formulă este la pătrat, deci dublarea vitezei necesită o forță de de patru ori mai mare. Relația cu inversul razei de curbură arată că reducerea cu jumătate a distanței radiale necesită dublarea forței. Această forță este, de asemenea, uneori scrisă în termeni de viteză unghiulară ω a obiectului în jurul centrului cercului, legată de viteza tangențială prin formula

v = ωr

astfel încât

F = mrω2.

Exprimată folosind perioada orbitală T pentru o revoluție a cercului,

ω = 2π/T

ecuația devine

F = mr(2π/T)2.

În acceleratoarele de particule, viteza poate fi foarte mare (aproape de viteza luminii în vid), astfel încât aceeași masă de repaus exercită aici o inerție mai mare (masa relativistă), necesitând astfel o forță mai mare pentru aceeași accelerație centripetă, astfel încât ecuația devine:

F = γmv2/r

unde

γ = 1/√(1 – v2/c2)

se numește factorul Lorentz.

Mai intuitiv:

F = γmvω

care este rata de schimbare a impulsului relativist (γmv)

Surse

Mișcare circulară sub acțiunea forței centripete
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Centripetal_force_diagram.svg

(Un corp care se confruntă cu o mișcare circulară uniformă necesită o forță centripetă, spre axă așa cum se arată, pentru a-și menține calea circulară. )

În cazul unui obiect care se balansează la capătul unui cablu în plan orizontal, forța centripetă a obiectului este alimentată de tensiunea cablului. Exemplul cablului implică o forță de „tragere”. Forța centripetă poate fi de asemenea furnizată ca o forță de „împingere”, precum în cazul în care reacția normală a unui perete alimentează forța centripetă pentru un motociclist pe ”zidul morții”.

Ideea lui Newton despre o forță centripetă corespunde cu ceea ce se numește astăzi forță centrală. Când un satelit este pe orbită în jurul unei planete, gravitația este considerată a fi o forță centripetală, chiar dacă în cazul orbitelor excentrice, forța gravitațională este îndreptată spre focare și nu către centrul instantaneu al curburii.

Un alt exemplu de forță centripetală apare în spirala care este trasată atunci când o particulă încărcată se deplasează într-un câmp magnetic uniform în absența altor forțe externe. În acest caz, forța magnetică este forța centripetă care acționează spre axa elicoidală.

  1. DOOMNEZEU
    |

    In concluzie Forta centripeta de fapt o forta de inertie NEGATIVA data de miscarea unui corp(vehicol) intro curba sau cerc. Iar aceasta miscare automat dezvolta si o forta de inertie ce tinde sa „arunce afara” corpul dar forta centripeta se opune din cauza miscarii ei pe o orbita. Deci daca F. centripeta = F. de inertie corpul indifent ce materie e, v-a ramine pe orbita, iar daca Fc si Fi difera va indeparta sau apropia corpul de centrul curbei(cercului).

    DOOMNEZEU

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *