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Accelerazione Centripeta

dal contributo di Silvia Savinelli

lunedì 4 aprile 2011

Consideriamo un punto materiale che si muove di moto circolare uniforme su una circonferenza di raggio r. Il periodo T è il tempo che impiega per compiere un giro completo. La velocità cambia, durante il moto, in direzione e verso, mentre il modulo rimane costante.

L’accelerazione, è definita come la variazione di velocità nell’unità di tempo:

a=\frac{\Delta v}{\Delta t}

come abbiamo già visto nel moto uniformemente accelerato.

Ma la velocità è una grandezza vettoriale e non scalare, e lo stesso vale per \vec{\Delta v} e \vec{a}.

Nel caso attuale (moto circolare uniforme) dunque, pur non variando il modulo della velocità, varia la sua direzione:
dunque esiste una accellerazione.

Come determinare l’accelerazione?

direzione e verso

La direzione e il verso dell’accellerazione saranno le stesse di \vec{\Delta v}

ora, noi siamo interessati alla accelerazione istantanea, ovvero a \Delta t} piccoli. In questo caso \vec{v_1} e \vec{v_2} tendono a coimcidere, e \vec{\Delta v} tende a essere perpendicolare a \vec{v}.

Dunque l’accelerazione è rivolta verso il centro e perpendicolare alla velocità.

modulo
L’accelerazione può essere considerata come la velocità con cui varia la velocità, ovvero la "velocità della velocità".

Consideriamo dunque il vettore velocità.

- Il suo modulo è costante
- La sua punta si muove di moto rettilineo uniforme.

Il periodo del moto della velocità è sempre T, in quanto la velocità compie un giro completo quando il punto materiale compie un giro completo.

Qual è la velocità della punta? Il "raggio" di questo moto è il modulo della velocità. Il periodo è sempre T.

Dunque il rapporto che esiste tra velocità e raggio nel moto del punto materiale, deve essere lo stesso che esiste tra "velocità della velocità" (ovvero accelerazione) e "raggio" (ovvero modulo della velocità) nel moto della velocità.

In termini di equazioni la proporzione è:

v : r = a : v

da cui possiamo ricavare il modulo dell’accelerazione:

 a=\frac{v^2}{r}

Questa accelerazione, poiché è rivolta verso il centro, è chiamata accelerazione centripeta

ed è l’accelerazione nel moto circolare uniforme.

vedi qui

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