La forza centrifuga esiste realmente?

La forza centrifuga esiste realmente?

A cura di ernesto cinque

Student: Ernesto Cinque Advisor: Maria Romano

XX/XX/20XX

‘Prima di parlare di forza centrifuga e della sua esistenza é importante fare un passo indietro.'

-ernesto

1. Un corpo in quiete rimane fermo se la somma delle forze che agiscono su di esso è nulla o nel caso in cui non agisca alcuna forza.
2. La forza che agisce su un corpo è direttamente proporzionale alla massa del corpo e all'accelerazione, e ha stessa direzione e verso.
3. Per ogni forza che un corpo A esercita su un altro corpo B, ne esiste un'altra uguale, in modulo e direzione, e contraria in verso, che B esercita su A.

01.La dinamica e i suoi principi

La dinamica

Quando si parla di forza si sta navigando nella sezione della fisica chiamata dinamica.La dinamica è il ramo della meccanica newtoniana che si occupa dello studio del moto dei corpi a partire dalle sue cause(forze).Questa dinamica si basa su 3 principi

i 3 principi della dinamica

I principi della dinamica infatti sono validi solamente in un sistema "inerziale" ma nel momento in cui ci spostiamo su un piano non inerziale i pricipi della dinamica "smettono" di funzionare.Il nostro pianeta infatti compiendo un' orbita e una rotazione risulta un sistema non inerziale.Fortunatamente però,l'orbita del nostro pianeta è abbastanza ampia e la sua rotazione abbastanza lenta da poter approssimare il nostro moto e applicare i principi della dinamica al nostro moto senza troppi problemi.

Detto ciò,è importante sottolineare come tali prinicipi,nonostante siano corretti,non siano sempre validi e anzi nella realtà non lo sono quasi mai.

PREMEssa

Il sistema inerziale

‘Se prendiamo in esame un sistema non inerziale,come ad esempio una giostra rotante,lì le leggi della dinamica non funzionano più...a meno che non si aggiungano delle forze'

Ernesto

Se prendiamo come sistema di riferimento la giostra rotante menzionata precedentemente e vogliamo andare a calcolare l'equilibro delle forze che agiscono su un corpo al di sopra di questa giostra noteremo subito come i conti non tornino.Infatti l'unica forza che agisce su questo determinato corpo dovrebbe essere la forza centripeta che dovrebbe portare il corpo verso il centro della giostra,tuttavia il corpo risulta fermo il che significa che sul corpo sta in realtà agendo un ultoriore forza,la forza centrifuga.

la giostra rotante

forza centripeta

La forza centripeta è la risultante delle forza applicate,responsabile del moto circolare uniforme,sempre diretta verso il centro della traiettoria,come l'accelerrazione centripeta del moto circolare uniforme,con modulo sempre uguale al prodotto della massa del corpo sottoposto all' accellerazione per l'accellerazione centripeta stessa.

Forza centrifuga

La forza centrifuga è una forza d'inerzia che appare come agente su un corpo che si muove di moto circolare, quando tale moto viene analizzato in un sistema di riferimento non inerziale solidale al corpo: pertanto, la forza centrifuga non è effettivamente applicata al corpo, poiché le forze effettive sono solo centripete.

applicazioni della forza centripeta

Anche se non ce ne rendiamo conto la forza centripeta viene applicata su tantissime cose tra cui anche noi stessi.Possiamo rinvenire alla forza centripeta anche in diversi sport tra cui il pattinaggio sul ghiaccio e il lancio del martello.Ma anche un gesto molto più semplice come il giocare con uno yo-yo richiede l' utilizzo della forza centripeta

Applicazioni della forza centrifuga

Nonostante la sua apparente esistenza,la forza centrifuga trova diverse applicazioni nella realtà,uno degli esempi più celebrì è quello della macchina in curva che non sbanda proprio grazie alla forza centrifuga.Tra gli esempi più celebri possiamo ritrovare anche l'orbita dei pianeti che senza la forza centrifuga compierebbero orbite irregolari verso il centro.Ma esistono anche esempi più semplici della vita di tutti i giorni come la lavatrice.

Nel caso del sistema solare, i piccoli pianeti dovrebbero essere attratti dalla grande massa del Sole e cadervi sopra. Ma ciò non accade, perché tale forza di attrazione (detta anche centripeta, in quanto diretta verso il Sole che è al centro del sistema) è perfettamente bilanciata dalla forza centrifuga sviluppata dal moto di rivoluzione dei pianeti. I pianeti più vicini al Sole, e quindi attratti da una forza gravitazionale centripeta maggiore, devono controbilanciarla sviluppando una forza centrifuga opposta, tramite un movimento rotatorio più veloce.

MOTO DEI PIANETI

Nell'antichità, l'universo era rappresentato come un insieme di sfere concentriche rispetto alla Terra e su ognuna era localizzato un "astro".Le caratteristiche del moto dei pianeti nel sistema solare sono state definite all'inizio del Seicento dall'astronomo tedesco G. Keplero. Sulla base dell'osservazione diretta del cielo, egli individuò tre leggi che descrivono il movimento dei pianeti.

E LA FORZA CENTRIFUGA?

1. La prima legge di Keplero sostiene che l'orbita di ciascun pianeta è un'ellisse di cui il Sole occupa uno dei fuochi. Percorrendo la propria orbita ellittica, ciascun pianeta viene a trovarsi a distanze diverse dal Sole, che variano tra due posizioni estreme: quella di massima distanza è l'afelio; quella di minima distanza è il perielio.
2. La seconda legge di Keplero afferma che ciascun pianeta si muove sulla propria orbita con velocità variabile: più rapidamente quando è più vicino al Sole, più lentamente quando è più lontano.
3. La terza legge di Keplero sostiene che i pianeti più vicini al Sole si muovono sulle proprie orbite più velocemente di quelli più lontani. I rapporti fra tali velocità sono regolati da una legge matematica: il rapporto fra i quadrati dei periodi di rivoluzione di due pianeti qualsiasi è uguale al rapporto fra i cubi delle loro distanze medie dal Sole.

LE TRE LEGGI DI KEPLERO

'Le forza apparenti sono quindi forza ''anomale'',che non corrispondono alla definizione di forza definita nel terzo principio,per questo è importante ricordare che i principi della dinamica perdono valore in un sistema non inerziale'

‘La forza centrifuga è quindi una forza apparente,in quanto appare solo in un sistema non inerziale,ma apparente non vuol dire che non esiste in quanto è una forza che va comuqnue considerata in quanto senza di essa il corpo verebbe scaraventato verso il centro.'

ernesto

altri tipi di forze apparenti

La forza centrifuga non è l' unica forza apparente,anche le forza che ad esempio ci spingono in avanti o in dietro quando accelleriamo o freniamo in macchina sono forze apparenti in quanto anche la macchina in accellerazione non è un sistema inerziale.Eppure la forza centrifuga è comunque differente da queste forze...

...infatti nell' auto in base a se freniamo o accelleriamo sentiremo la forza apparente in una direzione o in un' altra,davanti o indietro.Invece nella forza centrifuga la direzione è verso l' esterno,il verso di direzione della rotazione non importa in quanto la direzione della forza non cambierà mai.

unicità della forza centrifuga

Grazie per l'attenzione

se non si fosse capito,a cura di ernesto cinque!