Differenza tra forza centrifuga e centripeta: spiegazione ed esempi

La forza centripeta è una forza effettiva che permette al corpo di muoversi su un’orbita circolare senza sfuggire lungo la tangente, poiché attrae il corpo verso il centro della circonferenza.
Invece la forza centrifuga è una forza apparente che vale solamente nei sistemi non inerziali e che attrae, appunto, il corpo verso l’esterno della circonferenza.

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Il ruolo della forza centripeta si apprezza facilmente nell’attività sportiva del lancio del martello:

  1. nell’immagine, a sinistra l’atleta fa ruotare il peso in un moto circolare uniforme: il peso tenderebbe, per inerzia, a muoversi in linea retta lungo la tangente, ma l’atleta lo tira verso di sé, obbligandolo continuamente a modificare la direzione della velocità. La forza verso il centro è la forza centripeta ed è necessaria per mantenere il peso entro un’orbita circolare, impedendo che sfugga lungo la tangente.
  2. a destra l’atleta lascia il peso che, non essendo più soggetto alla forza centripeta, sfugge lungo la tangente grazie alla forza centrifuga.

Tutte le volte che un corpo, ad esempio il peso dell’esempio appena visto, si muove lungo una traiettoria circolare è soggetto a due forze:

  • la forza centripeta: che lo attira verso il centro dell’orbita;
  • la forza centrifuga: che lo allontana dall’orbita.

Finché le due forze si equivalgono, il corpo mantiene la sua traiettoria, altrimenti il corpo esce dall’orbita. La rotazione, cioè il mantenimento del corpo su una traiettoria circolare, è resa possibile dall’esistenza delle due forze.

La forza centrifuga si calcola con la formula:

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dove ω è la velocità angolare.

La forza centripeta  è pari a:

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dove vt è la velocità tangenziale, in sostanza tale forza si oppone alla tendenza del corpo di andare per la tangente.

Ribadiamo: la forza centripeta è la forza uguale e contraria alla centrifuga, che tende a riportare il corpo nel centro di rotazione: la forza centripeta è quindi uguale alla forza centrifuga, agisce nella stessa direzione ma in senso opposto. Ad esempio la luna ruota attorno alla terra  perché la forza centripeta, rappresentata dall’attrazione gravitazionale della terra, è controbilanciata dalla forza centrifuga, dovuta alla sua velocità, che la allontanerebbe nello spazio in assenza della forza centripeta gravitazionale.

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