Forza centrifuga spiegata ai bambini

La forza centrifuga è reale

Fatti sulla forza centrifuga per bambini Fatti dell'enciclopedia dei bambiniQuesta è la forza che agisce sul corpo in una direzione lontana dal centro, contribuendo a far sì che il corpo cerchi di volare via. Quando si tiene una corda con un oggetto pesante attaccato ad essa e la si fa ruotare, la corda diventa tesa e impedisce al corpo di volare via. Ciò è dovuto alla forza centripeta.

In fisica, la forza centrifuga (dal latino centrum "centro" e fugere "fuggire") è una forza fittizia che compare quando si descrive la fisica in un quadro di riferimento rotante; agisce su qualsiasi cosa con massa considerata in tale quadro. La forza centrifuga è fittizia perché, sebbene una persona possa avere l'impressione che una certa forza sia esercitata su di lei, qualcuno al di fuori della scena vedrà qualcosa di diverso.

Esempio: Se John si trova in un'auto che compie una brusca virata a destra, avrà la sensazione di essere spinto verso sinistra. Si tratta di una forza immaginaria, chiamata forza centrifuga o forza di "allontanamento dal centro". John la sente perché si trova all'interno dell'auto e ne è influenzato. Tuttavia, se Andy, l'amico di John, si trova sul lato della strada di fronte all'auto di John e osserva l'auto di John che compie una brusca svolta a destra, Andy vedrà l'auto spingere John a destra con l'auto mentre cambia direzione. Si tratta di una forza reale chiamata forza centripeta (o forza "che punta verso il centro") che agisce verso il centro del cerchio di rotazione.

Cosa provoca la forza centrifuga

Imparate a conoscere la forza centrifuga e la sua azione. Scopriamo come agisce su un oggetto in movimento e vediamo esempi di forza centrifuga in azione. Infine, distinguete tra forza centrifuga e forza centripeta.

È davvero una forza? La forza centrifuga non è una forza. Una forza è una spinta o un'attrazione su un oggetto derivante dalla sua interazione con un altro oggetto. La forza centrifuga è piuttosto il risultato dell'inerzia. Pensiamo alla palla da legare che vuole muoversi in linea retta ma viene tirata dalla corda con un movimento circolare. Ciò che mantiene l'oggetto in movimento con una velocità costante in un percorso circolare è una forza reale che contrasta l'attrazione della forza centrifuga. Questa forza è chiamata forza centripeta. In sostanza, per un oggetto che si muove in cerchio, la forza centrifuga è la forza apparente verso l'esterno dell'oggetto e la forza centripeta è la forza verso l'interno dell'oggetto. Entrambe lavorano insieme per mantenere l'oggetto in movimento a velocità costante su un percorso circolare. Se avete mai osservato il fango che vola via da uno pneumatico, avete visto la forza centrifuga all'opera. Il fango vola verso l'esterno perché l'energia che spinge verso l'esterno (forza centrifuga) supera la forza che spinge verso l'interno (forza centripeta). Riassunto della lezioneLa forza centrifuga è l'energia di un oggetto in movimento in un cerchio che cerca di rimanere in linea retta quando non può farlo. Non si tratta di una forza vera e propria, ma piuttosto del risultato dell'inerzia, cioè della tendenza di un oggetto a resistere al riposo o al movimento. Esempi di forza centrifuga sono la rivoluzione della Terra intorno al Sole, una palla da traino collegata a un palo da una corda e i passeggeri che si sentono spinti verso l'esterno su una giostra. Una forza reale che contrasta l'attrazione della forza centrifuga è chiamata forza centripeta.

Definire la forza centripeta con un esempio

La forza centrifuga (che in latino significa "centro che fugge") descrive la tendenza di un oggetto che segue un percorso curvo a volare verso l'esterno, lontano dal centro della curva. Non è una forza vera e propria, ma deriva dall'inerzia, cioè dalla tendenza di un oggetto a resistere a qualsiasi cambiamento nel suo stato di riposo o di movimento. La forza centripeta è una forza reale che contrasta la forza centrifuga e impedisce all'oggetto di "volare via", mantenendolo invece in movimento con una velocità uniforme lungo un percorso circolare.

La forza centrifuga non è una forza "reale": la tendenza a volare verso l'esterno si osserva perché gli oggetti che si muovono in linea retta tendono a continuare a muoversi in linea retta. Questo fenomeno si chiama inerzia e rende gli oggetti resistenti alla forza che li fa muovere in curva.

La forza centripeta è una forza "reale". Attira l'oggetto verso il centro e gli impedisce di "volare via". La fonte della forza centripeta dipende dall'oggetto in questione. Per i satelliti in orbita, la forza proviene dalla gravità. Se un oggetto viene fatto ruotare su una corda, la forza centripeta è data dalla tensione della corda, mentre per un oggetto in rotazione la forza è data dalla tensione interna. Per un'automobile che si muove lungo un arco, la forza centripeta deriva dall'attrito tra i pneumatici e la strada.

Perché la forza centrifuga è una forza fittizia

Mia sorella Lisa si è laureata in fisica all'università e ha insegnato fisica alle scuole superiori prima che arrivassero i suoi figli. Insieme, abbiamo appena completato un nuovo materiale molto interessante, intitolato Forces Set 1 - Classical Physics. Questa serie di grafici e attività vuole essere un'introduzione alle leggi del moto di Newton per bambini di 9-12 anni.

Mentre lavoravamo a questo progetto, siamo stati entrambi colpiti da quante idee sbagliate esistano sulla scienza; sia i bambini che gli adulti sembrano avere difficoltà a comprendere il mondo fisico. Abbiamo deciso di collaborare a una serie di post su questo argomento, a partire da questo.

Gli esseri umani sono sempre alla ricerca di spiegazioni. Fin dall'infanzia, traiamo conclusioni sulle cose che vediamo intorno a noi. Il problema è che le nostre conclusioni su come funziona il mondo sono spesso sbagliate.

Un bambino sdraiato in una culla può scalciare le gambe e vedere le tende svolazzare nella brezza. Il bambino fa un collegamento tra le due cose e presume che le tende abbiano svolazzato perché lei ha dato un calcio alle gambe. Se scalcia di nuovo e la tenda non si muove, la bambina può sentirsi frustrata perché la realtà non corrisponde allo schema che pensava, ma conclude che le tende non funzionano correttamente, non che lei stessa ha commesso un errore.