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: .
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
- La forza cresce con il quadrato della velocità: il doppio della velocità, quattro volte la forza.
- La forza centripeta non è una forza a sé, ma la risultante di altre forze (attrito, tensione, gravità).
- La «forza centrifuga» è una forza apparente del sistema rotante, di pari intensità ma verso l'esterno.
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
- Wikipedia – Zentripetalkraft: F = m·v²/r = m·ω²·r
- NIST – Standard acceleration of gravity g_n = 9,80665 m/s²
- Wikipedia – Haftreibung: coefficienti di attrito statico dei pneumatici sulle carreggiate (valori indicativi)
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