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Forza centripeta

La forza centripeta è la forza che agisce su un oggetto per mantenerlo in movimento in un percorso circolare. La grandezza della forza centripeta per un oggetto di massa m che si muove su un percorso circolare (con raggio r) a una velocità tangenziale costante v è data da Fc=mv2/rl'equazione dove la forza centripeta è uguale alla massa per la velocità al quadrato, divisa per il raggio del percorso circolare..

Un cerchio nero con una palla verde posta sul suo bordo, che indica il movimento in un percorso circolare. La palla ha una massa m, e la distanza r dal centro del cerchio. La velocità di una palla in movimento è visualizzata da una freccia orizzontale verso destra proveniente dalla palla , e contrassegnata dalla lettera v. La forza centripeta è visualizzata da una freccia verticale proveniente dal centro della palla verso il centro del cerchio. A destra del cerchio, l'equazione della forza è data come massa moltiplicata per il quadrato della velocità, divisa per la distanza.

Figura 1: schema del movimento circolare di un oggetto con massa m

Può essere utile scrivere la forza centripeta in termini di velocità angolare ωcon un simbolo di omega minuscolo, che è uguale alla velocità moltiplicata per il raggio del percorso, in modo che Fc=mrω2la forza centripeta è uguale alla massa per il raggio per la velocità angolare al quadrato. Il periodo orbitale è dato da T= 2π/ωperiodo uguale a 2 volte pi greco diviso per la velocità angolare, quindi la forza centripeta può essere espressa come Fc=mr(2π/T)2forza centripeta uguale alla massa per il raggio per 2 pi diviso il periodo orbitale al quadrato.
L'accelerazione centripeta (in base al secondo principio della dinamica di Newton) è data da v2/r velocità al quadrato divisa per il raggio e diretta radialmente verso il centro del percorso circolare. Come segue da Fc=mr(2π/T)2l'equazione per la forza centripeta è uguale alla massa per il raggio per 2 pi diviso il periodo orbitale al quadrato, l'accelerazione centripeta di un satellite, ad esempio, può essere calcolata quando sono dati il raggio e il periodo T. Conoscendo la distanza della luna dalla terra e il tempo che la luna impiega per un giro, Newton calcolò l'accelerazione centripeta della luna da cui dedusse la legge dell'inverso del quadrato della gravitazione.