Esplorazione delle forze centripeta e centrifuga nel moto circolare

Concetti iniziali e confronto.

Concetti di forza e moto

Il concetto di forza e quello di moto in fisica sono spesso collegati, cioè quando si parla di uno inevitabilmente ci si riferisce anche all’altro. Perché? Perché per esempio non c’è moto senza una forza che permetta di stare in movimento o di stare fermo; perché in qualunque situazione nel pianeta Terra ci sarà sempre la forza di gravità e quindi un primo “contatto” tra forza e moto, o alcuni fattori esterni che esercitano la loro forza continuamente (ad esempio, la forza dell’aria, che c’è sempre); ogni volta che c’è una forza allora qualcosa si muoverà. Detto ciò, analizziamo due casi.

Forza centripeta: definizione e applicazioni

Qual è la definizione di forza centripeta? Con questo termine si indica quella forza che trascina gli oggetti che ruotano verso il centro.

Quando viene applicata? Ogni volta che un oggetto per sua volontà o volontà altrui è costretto a seguire una traiettoria a ruota, descrivendo un cerchio con un centro. Esempi sono il lancio del peso, le giostre, il moto dei pianeti intorno al Sole, l’asciuga- insalata, la lavatrice, insomma in qualsiasi strumento in cui da un perno centrale tutto ruota.

Ha delle cause e conseguenze? Sì, le conseguenze della presenza di questa forza sono che un oggetto che gira tenderà sempre a rimanere non proprio attaccato ma comunque vicino al centro attorno a cui gira.

Tutto è causato dal centro che “trattiene” il corpo ruotante verso di sé, perché in ogni micro punto della traiettoria il centro esercita la forza che tira.

Ha dei vantaggi e svantaggi? Viene sfruttata per il funzionamento delle giostre, in modo che i clienti non vadano troppo lontano, e nelle lavatrici durante la centrifuga così che i vestiti ruotino e si asciughino anche. Ma si deve stare attenti, perché se tale forza non è abbastanza l’oggetto ruotante può sfuggire.

Come il concetto di forza e di moto interagiscono in questo caso? Ci deve essere un moto circolare in continuazione, e se c’è allora ci sarà la forza verso il centro (centr-ipeta vuole dire proprio questo).

Qual è la definizione di forza centrifuga? Le due forze sono opposte, anche se partono da un concetto simile. Mentre la prima va verso dentro il cerchio della traiettoria del nostro corpo in movimento, la seconda va verso fuori, è quindi quella forza che l’oggetto accumula e che lo fa tendere verso una possibile uscita dal cerchio, come se si trattasse di una rotatoria stradale e ci fossero sempre delle uscite per le auto.

Quando viene applicata? Quando nelle lavatrici l’acqua esce e va nel tubo di scarico, perciò i vestiti non escono zuppi di acqua dal lavaggio; quando corriamo e facciamo una curva dobbiamo “sforzarci” di mantenerci in corsia.