Come calcolare la forza centrifuga

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Introduzione

La forza centrifuga è sicuramente un concetto astratto che non tutti sanno descrivere. Un movimento fisico che si associa ad oggetti che si muovono, basta pensare alla centrifuga della lavatrice. Un movimento veloce che sembra quasi inesistente ma che permette determinate azioni che in questo ecosistema sono indispensabili, e non solo sul pianeta. Ma come si fa a calcolare la forza centrifuga? Vediamo dunque in questa guida come fare.

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Forze fittizie

Il termine " forze fittizie" è utilizzato per indicare forze che si manifestano in un sistema accelerato, senza però essere originate nè da interazione tra corpi nè dalla presenza di un agente esterno. È necessario fare attenzione al significato che viene dato in questo determinato caso alla parola "fittizie";esso non indica invenzioni o costruzioni mentali. Le forze possono avere le stesse conseguenze tangibili delle altre forze dette "reali" cioè determinate da interazioni tra corpi.

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Forza centrifuga

Quando si parla di forza centrifuga si intende un tipo di forza non esistente e non reale che opera solamente sui corpi che sono in movimento, in maniera particolare su quelli che tendono a raggiungere una certa velocità. La forza centrifuga, così come afferma lo stesso nome, è caratterizzata dallo spostamento di un corpo lontano dal centro. Per fare un esempio e meglio apprendere tale concetto basti pensare alla forza centrifuga che avverte chi guida un automezzo in curva, proprio perché in quel momento sta curvando si trova in un sistema di riferimento rotante ed in questo sistema si osservano gli oggetti che, inizialmente fermi si mettono in moto spostandosi in direzione laterale. Questo spostamento avviene in direzione del raggio di curvatura ed a determinarlo è proprio la forza centrifuga. La forza è in relazione alla velocità e all'ampiezza del raggio di curvatura. Ma a volte gli oggetti non si spostano,perché?
L'immobilità degli oggetti è conseguenza dell'attrito statico tra questi(gli oggetti) e il piano su cui appoggiano, gli oggetti rimangono immobili se la forza centrifuga non è abbastanza elevata da superare la forza di attrito statico.

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Formula

La forza centrifuga, sebbene non è un tipo di forza che agisce veramente su un corpo, viene calcolata mediante una formula piuttosto facile: F = m w^2 r essendo w la velocità angolare con cui ruota il riferimento e r = P*P dove P è il punto occupato dall'oggetto avente massa m e P* è la sua proiezione ortogonale sull'asse di rotazione.
Operando in questa maniera si può riuscire a calcolare allora la forza centrifuga. Inoltre è opportuno tenere bene a mente che si deve modificare logicamente la velocità da chilometri orari a metri al secondo.

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Esempio

Per comprendere in modo adeguato come calcolare questa forza, è opportuno fare un esempio: calcoliamo il valore della forza centrifuga tenendo conto che conosciamo i dati della massa del veicolo, pari a ottanta chili, la sua velocità, pari a quaranta chilometri orari, ed il raggio della curva, che è pari a cento metri.
Innanzitutto dobbiamo modificare la velocità, che in questo caso sarà pari a undici metri e dieci centimetri al secondo. Questo dato, prima di moltiplicarlo per la massa, dobbiamo elevarlo al quadrato, e poi moltiplicare 11,1 metri al secondo per se stesso.
Dobbiamo poi moltiplicare quest'ultimo dato per gli ottanta chili del veicolo, e in seguito dividiamo il valore ottenuto per cento, ossia il raggio della curva: avremo quindi un valore pari a 98.6, che rappresenta appunto il valore che possiede la forza centrifuga in quella situazione.

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