Forza centrifuga e forza centripeta
La forza centripeta ("che tende verso il centro") è la forza
radiale necessaria a deviare continuamente un oggetto in moto, in modo che
percorra una traiettoria circolare. Quando si fa ruotare in cerchio un peso
fissato all'estremità di una corda, la corda fornisce la forza centripeta; se
la corda si rompe il peso continuerà a muoversi in linea retta tangenzialmente
al cerchio originale. Nel caso del moto di un satellite attorno a un pianeta la
forza centripeta viene prodotta dall'attrazione gravitazionale fra pianeta e
satellite.
Quando un'automobile percorre una curva non rialzata, l'attrito fra i pneumatici
e la strada deve sostenere forze trasversali sufficienti a fornire la necessaria
forza centripeta per ottenere il moto curvo. Una strada ben costruita deve avere
curve rialzate, in modo che una piccola componente della reazione della strada
al peso dell'automobile sia diretta orizzontalmente verso il centro della curva,
fornendo così la forza centripeta.
I passeggeri di un'auto che percorre una curva non rialzata non sono soggetti
alle forze di attrito esterne e nel loro sistema di riferimento sono sottoposti
a una forza centrifuga, ossia diretta verso l'esterno. La forza centrifuga si
riferisce allo stesso fenomeno della forza centripeta, ma è la forza sugli
oggetti in moto osservata dal sistema di riferimento rotante.
Alcuni fisici preferiscono considerare pseudoforze le forze dovute
all'accelerazione del sistema di riferimento. Si può ottenere una descrizione
corretta del moto risultante, sia nel sistema di riferimento in moto che in
quello stazionario, purché i due non vengano confusi. Non è sempre corretto,
per esempio, considerare la forza centrifuga come una reazione uguale ed opposta
all'azione della forza centripeta. Dato che la direzione radiale di questa forza
è sempre perpendicolare alla velocità tangenziale, essa non compie lavoro
sull'oggetto.
Come la forza gravitazionale, anche la forza centrifuga che si manifesta in un
sistema in rotazione è proporzionale alla massa: perciò i sistemi rotanti
possono creare condizioni di tipo gravitazionale. Nelle colonie spaziali, per
esempio, si potrebbe vivere agiatamente in strutture rotanti che producano una
sensazione di peso normale al loro interno. Per essi il "basso"
sarebbe diretto radialmente verso l'esterno.
Vedi anche: moto.
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