Forza centripeta e forza centrifuga

Tutte le forze che abbiamo studiato fino ad ora si riferiscono ai moti lineari, ossia quelli che seguono un percorso che può essere indentificato da una retta o un segmento.

Esistono anche forze che hanno a che fare con dei moti definiti circolari, ossia seguono un movimento che è semplificabile con il tratto di un cerchio o con una sua parte.

Esempio

Un corridore dei $100m$ piani rappresenta un classico caso di moto rettilineo, mentre invece un lanciatore del disco che rotea su se stesso prima di scagliare il disco rappresenta un caso di moto circolare.

Forza centripeta

La forza centripeta è una forza, anch'essa ovviamente rappresentabile con un vettore, che entra in gioco nei moti circolari. Mentre il vettore della forza applicata seguirà lo spostamento nel corpo nel moto circolare, il vettore della forza centripeta, in questo caso, sempre prendendo un lanciatore del disco come esempio, sarà diretto verso il centro della circonferenza.

Il suo effetto costringe il corpo in moto a percorrere una circonferenza, invece che procedere per inerzia lungo una retta. Il suo punto di applicazione coincide con il vincolo esterno, obbligando il corpo ad un moto circolare.

Esempio

Quando si guida una macchina e si sterza il volante per compiere una curva, l'attrito delle gomme sull'asfalto permette la formazione di una forza centripeta che si oppone al moto dell'auto, che tenderebbe altrimenti ad ad andare dritta fuori strada.

Forza centrifuga

La forza centrifuga è anch'essa una forza che entra in gioco nei moti circolari, ed è la forza percepita da un corpo soggetto a una forza centripeta.

Il vettore della forza centrifuga, in questo caso, sempre prendendo un lanciatore del disco come esempio, sarà quello diretto verso l'esterno rispetto al suo punto di applicazione.

Il suo punto di applicazione coincide con il punto di applicazione della forza di spostamento.

Esempio

La forza che sentiamo che ci spinge via quando siamo su una giostra di un parco divertimenti e ci allontana dal centro è l'applicazione reale della forza centrifuga.

Nota bene: la forza centrifuga e centripeta sono due facce della stessa medaglia, basta osservarle da due punti di vista differenti! Nell'esempio del lanciatore del disco, se osserviamo il problema dall'esterno, possiamo individuare una forza centripeta che mantiene il disco su una traiettoria circolare. Se invece ci trovassimo seduti sul disco, percepiremmo una forza che ci spinge verso l'esterno, perché il disco sarebbe naturalmente predisposto a procedere dritto, invece che lungo una circonferenza. Questa è la forza centrifuga!