Forza centripeta e centrifuga spiegata ai bambini

Definire la forza centripeta con un esempio

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 appare 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.

La forza centrifuga è reale

Imparate a conoscere la forza centrifuga e la sua azione. Scoprite come agisce su un oggetto in movimento e vedete 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.

Centripeto vs centrifugo

L'espressione forza centrifuga viene utilizzata per esprimere che se un oggetto viene fatto oscillare su una corda, sembra che l'oggetto stia tirando la corda. In realtà è la persona che tiene la corda a tirare. Quando un oggetto è in velocità, se non viene esercitata alcuna forza l'oggetto continuerà a percorrere una linea retta. Per far deviare l'oggetto dalla linea retta è necessario esercitare una forza.

Quando un sasso viene fatto oscillare all'estremità di una corda, la tensione della corda trasmette la forza diretta al centro esercitata dalla persona che fa oscillare la corda. All'altra estremità della corda è attaccato il sasso e, poiché il sasso stesso non è attaccato a nulla, non può resistere alla forza e la direzione del movimento è piegata: verso il centro.

Nel caso di un pianeta che orbita intorno a una stella si verifica la stessa dinamica. Senza alcuna forza, il pianeta si muoverebbe in linea retta. La gravità del Sole sta piegando il movimento lontano da quella linea retta. Poiché il pianeta ha molta velocità perpendicolare alla forza di curvatura, la distanza dal sole non diminuisce.

Fatti sulla forza centripeta

Il tiro alla fune dell'immagine precedente è un pareggio. Nessuno sta vincendo o perdendo e si parla di forze equilibrate. Il tiro alla fune nell'immagine precedente mostra che il lato sinistro sta vincendo perché ha una forza maggiore rispetto al lato destro e questa è chiamata forza sbilanciata.  Ora discutiamo le tre leggi della forza; la legge di Newton ci aiuterà a capire meglio il concetto seguente.  Prima legge del moto di Newton "Ogni oggetto persiste nel suo stato di riposo o di moto uniforme (si muove) in linea retta, a meno che non sia costretto a cambiare tale stato da forze esercitate su di esso". La prima legge di Newton afferma chiaramente che ogni oggetto rimane a riposo o in moto uniforme in linea retta a meno che non sia costretto a cambiare il suo stato sotto l'azione di una forza esterna. Questa è di solito la definizione di inerzia. L'ingrediente chiave è che se non c'è una forza netta (forza totale) che agisce su un oggetto (se tutte le forze esterne si annullano a vicenda), allora l'oggetto manterrà una velocità costante. Se la velocità è pari a zero, l'oggetto o la persona rimane a riposo. Quando viene applicata una forza esterna, la velocità cambia a causa della forza.