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LE RELAZIONI TRA FORZA E MOVIMENTO
UNITÀ 7
visibile: per esempio, la forza centripeta che permette a un veicolo di
percorrere una curva è data dall’attrito tra pneumatici e asfalto.
Come agisce la forza centrifuga
In un’esibizione sul ghiaccio, una pattinatrice fatta ruotare dal compa-
gno avverte una forza che la “spinge” verso l’esterno
[
17
]
.
Infatti, la pattinatrice subisce l’azione della forza centripeta
→
F
c
, applicata
dalla mano dell’atleta e diretta verso il centro; tuttavia, entra in gioco
anche una forza che
sembra agire
in opposizione a questa, perché ha
stessa direzione e medesima intensità, ma verso opposto. Questa forza
è detta
centrifuga
.
In realtà, per un osservatore esterno agisce solo la forza centripeta: egli
osserva la pattinatrice che descrive la curva intorno al compagno.
Invece, per un osservatore che ruota insieme al corpo,
questo è fermo: nel nostro esempio, la pattinatrice
appare ferma all’atleta che gira insieme a lei tenendola
con le mani. Ma su di essa agisce la
→
F
c
: quindi, si deve
introdurre una forza uguale e contraria, tale che la ri-
sultante delle forze applicate sia zero.
Questa forza è appunto la
forza centrifuga
:
la
forza centrifuga
è una
forza apparente
che ha stessa direzione e intensità della forza
centripeta, ma verso opposto.
La forza centrifuga è una conseguenza dell’inerzia
dei corpi in moto curvilineo: in effetti, appena cessa
l’azione della forza centripeta, i corpi tendono a “sfuggire” in direzione
tangente al moto rotatorio.
Possiamo vedere in azione la forza centrifuga anche nelle giostre, nei
frullatori da cucina, nei cestelli delle lavatrici
[
18
]
.
F
c
F
centrifuga
17
Durante la fase di centrifuga di una
lavatrice, la veloce rotazione porta il suo
contenuto verso l’esterno del cestello, dove
l’acqua può sfuggire dagli appositi fori.
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Un’automobile di 1100 kg sbanda in curva, se la forza
centripeta necessaria per curvare è maggiore di 8700 N.
Qual è la velocità massima con cui può eseguire una
curva circolare con il raggio di 50 m?
Dati e incognite
F
c
8700 N
r
50 m
m
1100 kg
v
?
Procedimento
Per risolvere questo problema, dobbiamo invertire la
formula della forza centripeta rispetto alla velocità:
v
F
m
r
c
=
Sostituiamo nella formula i dati del problema:
8700 N
20 /
v
m m
kg
s
1100
50
=
=
Risultato
La velocità massima che può tenere l’auto in curva è di
circa 20 m/s, che corrispondono a 72 km/h.
A
TTENZIONE
La forza centripeta necessaria per mantenere in curva
un’automobile è fornita dall’attrito con il terreno. Perciò,
se la forza richiesta è maggiore dell’attrito, l’automobile
sbanda e rischia di uscire di strada.
Una curva pericolosa
GIRO DI PROVA
Fisica_07-impa.indd 225
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