fig.1 |
Accelerazione Centripeta
Leggendo osserva attentamente le figure |
Nel Moto Circolare Uniforme (M.C.U.) il punto P viaggia di moto uniforme
(Vp=K) sulla circonferenza di raggio r [fig.1].
Pur essendo il moto definito uniforme esiste una accelerazione; la cosa è un poco
strana; la parola uniforme indica che si tratta di un moto a velocità periferica costante,
per cui se la velocità è sempre la stessa non dovrebbe esserci accelerazione.
Si deve pertanto accertare se tutte tre le caratteristiche del vettore sono costanti oppure no.
Si scopre così che la direzione (tangente t) del vettore Velocità Periferica cambia mentre il
punto si sposta sulla traiettoria circolare [fig.1].
fig.a) i due vettori velocità sono concorrenti e possono essere disegnati con un punto P
comune come in fig.b)
Se l'angolo a è sufficientemente piccolo, possiamo ipotizzare, osservando la figura 2 b)
che la lunghezza dell'arco MN di raggio V1 può ritenersi
praticamente uguale alla sua corda, (AB) che rappresenta l'intensità del vettore
|V2 - V1|.
Dunque a è lo spazio angolare percorso dal punto che gira su se stesso w è la sua velocità
angolare e Dt è l'infinitesimo intervallo di tempo necessario a compiere la rotazione a,
allora la tradizionale formula
Infatti l'accelerazione è per definizione variazione di velocità, allora cosa causa l'
accelerazione?
Dobbiamo ricordare la definizione di vettore
Come otteniamo la formula
fig.2
Accellerazione Centripeta
Leggendo osserva attentamente le figure
fig.a) l'angolo a tra i due raggi è uguale a quello tra i due vettori velocità fig.b) perchè
angoli compresi tra rette mutuamente perpendicolari
Il raggio di una circonferenza è sempre perpendicolare alla retta tangente passante per il
punto di intersezione della circonferenza con il raggio stesso.
fig.2
Poiché la lunghezza di un arco è data dal prodotto del raggio per l'angolo al centro
corrispondente possiamo scrivere:
per la 1) sarà: (proprietà transitiva)
ac = |V2 - V1|/Dt = w · V1·Dt/Dt = w · V1
ricordando che
ac = w · V1 = w · w · R = w² · R c.v.d.
e
ac = w · V1 = V1/R · V1 = V1²/R c.v.d.
9.2.2002 |
L'insegnante F.G.