Forza centripeta: calcolo

Per il calcolo della forza centripeta inserisci massa e raggio più velocità, periodo o giri al minuto: ottieni forza, accelerazione, forze g e velocità limite in curva.

Esempio: Massa m 1000 kg · Raggio r della traiettoria 50 m · Dato noto: Velocità v · Velocità v 50 km/h → Risultato: F = 3858 N (a = 3,858 m/s², circa 0,39 g). Fonte: Wikipedia – Zentripetalkraft: F = m·v²/r = m·ω²·r. Aggiornato al: .

kg
m
km/h
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Risultato

Risultato
F = 3858 N (a = 3,858 m/s², circa 0,39 g)
Tutte le grandezze del moto circolare
GrandezzaValoreFormula
Forza centripeta3858 NF = m·v²/r
Accelerazione centripeta3,858 m/s²a = v²/r
Accelerazione in g0,39 ga / 9,80665
Velocità sulla traiettoria13,89 m/s = 50 km/hv = ω·r
Velocità angolare0,2778 rad/sω = 2π/T
Periodo22,62 sT = 2π/ω
Frequenza0,04421 Hzf = 1/T
Giri al minuto2,653 giri/minn = 60/T
Velocità limite in curva
Fondo stradaleCoefficiente di attrito statico μVelocità limite
asciutto (asfalto)0,871 km/h
bagnato0,556 km/h
neve0,236 km/h
ghiaccio0,125 km/h
Una curva senza attrito richiederebbe a questa velocità una sopraelevazione di 21,5° (tan α = v²/(g·r)). I coefficienti di attrito sono valori indicativi per pneumatici; in realtà dipendono da pneumatici e condizioni.

Come si calcola

La forza centripeta è F = m·v²/r. Un'auto di 1000 kg in una curva di raggio 50 m a 50 km/h richiede circa 3858 N per restare in traiettoria, cioè un'accelerazione di circa 0,39 g.

Come si calcola

Una massa resta su una traiettoria circolare solo se una forza punta verso il centro: F = m·v²/r = m·ω²·r, con accelerazione a = v²/r. Dal periodo, v = 2πr/T; dai giri al minuto n, v = 2πr·n/60. La velocità limite in curva si ha quando l'attrito μ·m·g fornisce appena la forza centripeta: v = √(μ·g·r).

Da sapere

Domande frequenti

Come si calcola la forza centripeta?

Con F = m · v² / r: massa per velocità al quadrato diviso il raggio. Oppure F = m · ω² · r con la velocità angolare ω.

Come si passa dal periodo alla velocità?

In un periodo T il corpo percorre la circonferenza 2πr, quindi v = 2πr / T.

A che velocità si può affrontare una curva?

Al massimo v = √(μ · g · r). Con attrito 0,8 e raggio 50 m sono circa 71 km/h; sul bagnato (μ = 0,5) circa 56 km/h.

Che differenza c'è tra forza centripeta e centrifuga?

La centripeta agisce realmente verso il centro. La centrifuga è una forza apparente che compare solo nel sistema di riferimento rotante.

Fonti e riferimenti normativi

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