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SEZIONE 3
IL MOVIMENTO E LE FORZE
Il moto dell’atleta è curvilineo per effetto
degli spostamenti eseguiti dal motoscafo
che lo traina.
13
•
→
F
c
→
v
Il termine “centripeta” indica che la
forza
→
F
C
è diretta verso il centro della
circonferenza descritta dal corpo.
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Le forze nei moti curvilinei
Abbiamo già visto che quando una forza agisce su un corpo in moto
può produrre una
deviazione
del corpo dalla sua traiettoria.
Se l’azione della forza si prolunga nel tempo, si produce un
moto curvi-
lineo
. Per esempio, nello sci d’acqua, l’atleta trainato dall’imbarcazione
inizialmente si muove con moto rettilineo; ogni successiva deviazione
dello scafo corrisponde a una forza che agisce sullo sciatore con dire-
zione diversa rispetto al suo moto
[
13
]
.
Leghiamo un piccolo oggetto a una corda, per esempio una sferetta,
e mettiamolo in movimento. La sferetta si muove con moto circolare
uniforme e subisce l’azione di una forza applicata dalla mano, che si
trasmette attraverso la corda alla sferetta stessa. Questa forza ha direzio-
ne perpendicolare a quella della traiettoria della pallina e viene detta
centripeta
[
14
]
.
Possiamo affermare che:
la
forza centripeta
è la forza che agisce su un corpo con
intensità costante e in direzione sempre perpendicolare al
movimento, generando un
moto circolare uniforme
.
A
TTENZIONE
La forza centripeta
F
c
non produce una variazione scalare
della velocità (che infatti rimane uniforme), ma solo una variazione
della sua direzione.
Come agisce la forza centripeta
Un corpo in moto circolare uniforme, con velocità
v
su una circonferen-
za di raggio
r
, possiede un’accelerazione centripeta
a
c
v
2
/
r
.
Per la legge fondamentale della dinamica, l’intensità della
forza cen-
tripeta
necessaria per mantenere questo moto è:
F
c
m
a
c
Sostituiamo in questa formula l’espressione dell’accelerazione centri-
peta. Otteniamo:
massa
velocità
F
c
m v
2
r
forza centripeta
raggio
Ritorniamo alla sferetta che ruota legata a uno spago. Se lasciamo li-
bera l’estremità della corda, la sferetta abbandona il moto circolare e
assume un moto rettilineo. Infatti, per il principio di inerzia, quando la
forza si annulla, il corpo rimane nello stato di moto che aveva l’istante
precedente, in questo caso lungo la
direzione e il verso della velocità tan-
genziale
[
15
]
.
Troviamo molte applicazioni di questo
fenomeno, come, per esempio, il lancio
del martello in atletica
[
16
]
.
A
TTENZIONE
Nei casi esaminati, la forza
centripeta è fornita dalla mano che trat-
tiene il corpo mediante una corda. Ma
non è necessario che vi sia un “vincolo”
5
Per la legge di inerzia, la sferetta tende
a proseguire il suo movimento con
moto
rettilineo uniforme
. La sua traiettoria
viene però incurvata dalla forza di gravità,
che lo fa cadere al suolo.
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L’attrito
Friction
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