Vincoli e forza centripeta - Istituto Fermi Polo Montale

Prendere appunti e completare con quanto detto in classe (soprattutto i disegni).
Esistono vincoli al movimento dovuti alla presenza di oggetti indeformabili a causa della loro
struttura interna (corde, pavimenti, muri, ecc.). Per opporsi alla deformazione questi oggetti
esercitano una forza.
tensione di una corda
forza “normale” esercitata dal pavimento
in reazione al peso
forza “normale” esercitata dal pavimento
in reazione al peso e ad una forza aggiuntiva
Ognuno di questi oggetti può esercitare forza solo fino a un certo valore, dopodiché le corde si
rompono, i muri crollano, ecc.
Forze centripete:
r
r
F = m⋅a
secondo principio della dinamica
r
Per oggetti che sono fermi o si muovono a velocità costante a = 0 quindi la forza complessiva
sull’oggetto è zero (ci possono essere forze ma si annullano a vicenda).
r
a = 0 significa che la velocità rimane costante come vettore (in modulo e direzione).
Ad esempio nel caso di un corpo che si muove a velocità costante lungo una circonferenza (moto
r
circolare uniforme) la velocità come vettore sta cambiando, quindi a ≠ 0 .
Per provocare un moto di questo tipo è quindi necessaria una forza. [Pensare a un sasso che ruota legato ad
una corda: la tensione della corda è la forza che evita al sasso di “partire per la tangente”. Se la corda viene
improvvisamente tagliata il sasso scappa via]
Si può dimostrare che l’accelerazione di un oggetto che si muove su una circonferenza di raggio R ad
V2
una velocità costante V è diretta verso il centro della circonferenza e vale a =
oppure
R
2
(dimostrare che è la stessa cosa) a = ω ⋅ R
Quindi tutte le volte che si ha un corpo che si muove di moto circolare uniforme possiamo andare a
“cercare” la forza centripeta (nel senso che è diretta verso il centro) responsabile di questo
movimento. [E’ quello che ha fatto Newton per quanto riguarda la Luna che gira attorno alla Terra, concludendo che la
Terra è responsabile di questa forza centripeta sulla Luna (la gravità)]
Questa forza (che può anche essere la forza complessiva dovuta ad un insieme di forze) dovrà valere
V2
2
F =M⋅
(che equivale a F = m ⋅ ω ⋅ R ).
R