Comment calculer la force centrifuge

Contenu

• Il n'y a pas d'accélération centrifuge
• Conseils
• Une récapitulation rapide
• Calcul de l'accélération centripète et des forces
• Alors, pourquoi n'y a-t-il pas de force centrifuge?
• Qu'est-ce qu'un calculateur de force centrifuge fait vraiment

Vous avez probablement déjà fait l'expérience de conduire sur l'autoroute lorsque, tout à coup, la route tourne à gauche et vous avez l'impression d'être poussée vers la droite, dans le sens opposé de la courbe. C’est un exemple courant de ce que beaucoup de gens pensent et appelle une "force centrifuge". Cette "force" est appelée à tort force centrifuge, mais en réalité, il n'en existe pas!

Il n'y a pas d'accélération centrifuge

Les objets se déplaçant dans un mouvement circulaire uniforme subissent des forces qui maintiennent l'objet dans un mouvement circulaire parfait, ce qui signifie que la somme des forces est dirigée vers l'intérieur vers le centre. Une force unique telle qu'une tension dans une corde est un exemple de force centripète, mais d'autres forces peuvent également remplir ce rôle. La tension dans la chaîne entraîne une force centripète, ce qui provoque le mouvement circulaire uniforme. Probablement, c'est ce que vous voulez calculer.

Voyons tout d’abord ce qu’est l’accélération centripète, comment le calculer et comment calculer les forces centripètes. Nous pourrons alors comprendre pourquoi il n’ya pas de force centrifuge.

Conseils

Une récapitulation rapide

Pour comprendre la force centripète et l’accélération, il peut être utile de se rappeler certains mots de vocabulaire. Tout d'abord, la vitesse est un vecteur qui décrit la vitesse et la direction du mouvement d'un objet. Ensuite, si la vitesse change, c'est-à-dire que la vitesse ou la direction de l'objet change en fonction du temps, il y a aussi une accélération.

Un cas particulier de mouvement bidimensionnel est le mouvement circulaire uniforme, dans lequel un objet se déplace avec une vitesse angulaire constante autour d'un point central fixe.

Remarquez que nous disons que l'objet a une constante la vitesse, mais non rapidité, parce que l'objet change continuellement de direction. Par conséquent, l’objet a deux composantes d’accélération: l’accélération tangentielle parallèle à la direction du mouvement de l’objet et l’accélération centripète qui est perpendiculaire.

Si le mouvement est uniforme, l'amplitude de l'accélération tangentielle est nulle et l'accélération centripète a une ampleur constante et non nulle. La force (ou les forces) à l'origine de l'accélération centripète est la force centripète, qui se dirige également vers le centre.

Cette force, du grec signifiant «chercher le centre», est responsable de la rotation de l'objet sur une trajectoire circulaire uniforme autour du centre.

Calcul de l'accélération centripète et des forces

L'accélération centripète d'un objet est donnée par une = v²/ R, où v est la vitesse de l'objet et R est le rayon dans lequel il tourne. Cependant, il s'avère que la quantité F = ma = mv²/ R n’est pas vraiment une force, mais peut être utilisé pour vous aider à mettre en relation la ou les forces à l’origine du mouvement circulaire, de l’accélération centripète.

Alors, pourquoi n'y a-t-il pas de force centrifuge?

Supposons qu'il existe une force centrifuge ou une force égale et opposée à la force centripète. Si c'était le cas, les deux forces s'annuleraient l'une l'autre, ce qui signifie que l'objet ne se déplacerait pas selon une trajectoire circulaire. Toute autre force présente pourrait pousser l'objet dans une autre direction ou en ligne droite, mais s'il y avait toujours une force centrifuge égale et opposée, il n'y aurait pas de mouvement circulaire.

Alors, qu'en est-il de la sensation que vous ressentez lorsque vous contournez une courbe sur la route et dans d'autres exemples de force centrifuge? Cette "force" est en fait le résultat de l'inertie: votre corps continue de se déplacer en ligne droite et la voiture vous pousse dans le virage, ce qui donne l'impression d'être enfoncé dans le sens opposé de celui-ci.

Qu'est-ce qu'un calculateur de force centrifuge fait vraiment

Un calculateur de force centrifuge prend essentiellement la formule de l'accélération centripète (qui décrit un phénomène réel) et inverse le sens de la force, pour décrire la force centrifuge apparente (mais finalement fictive). Il n’est vraiment pas nécessaire de faire cela dans la plupart des cas, car cela ne décrit pas la réalité de la situation physique, mais seulement la situation apparente dans un cadre de référence non inertiel (c’est-à-dire du point de vue de l’intérieur de la voiture qui tourne).