Applicazione della dinamica nel moto circolare

Si definisce moto circolare uniforme il moto di un corpo la cui traiettoria è una circonferenza e che avviene con velocità costante.  Notiamo in particolare due grandezze che sono fondamentali per la descrizione del moto circolare uniforme:

1. il periodo T: è il tempo impiegato dal corpo a percorrere un'intera circonferenza,

2. la frequenza f: è il numero di giri che il corpo percorre in un secondo.

Dalla definizione segue che il periodo T e la frequenza f sono due grandezze inversamente proporzionali Se il corpo impiega T = 3 s a percorrere una circonferenza vuol dire che percorre 1/3 di circonferenza al secondo, quindi è riassumibile con la formula:" f = 1 / T".

Introduciamo ora un'unità di misura importante per gli angoli: il radiante. Esso è quell'angolo che sottende un arco di circonferenza di lunghezza uguale al raggio della circonferenza R. Se un angolo misura α radianti, vuol dire che l'arco sotteso è lungo α · R.

Nel moto circolare uniforme troviamo due velocità:

1. velocità tangenziale ( 2πR/T)

2. velocità angolare ( 2π/T)

Essenzialmente si tratta di un moto circolare uniforme, perciò è presente una velocità costante, ma essendo la direzione di tale velocità in continuo cambiamento abbiamo un accelerazione detta ACCELERAZIONE CENTRIPETA, questa è sempre diretta verso il centro.

Quest'accelerazione è inoltre definita dalla formula:"  a_c=v²/R" oppure  "a_c=Ɯ²*R".

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Avendo un' accelerazione e una massa, all'interno del modello fisico, per il 2° principio della dinamica, deve esserci anche una forza:"LA FORZA CENTRIPETA"
                                                                ↙                                       ↘
                                                         m*V²/R                                   m*Ɯ²*R
Sostituendo la velocità con la sua formula, otteniamo:" 4π²*m*R/T² " da cui vediamo che le proporzioni della forza centripeta sono:
1. è direttamente proporzionale con la massa (m).
2. è direttamente proporzionale con il raggio (R).
3. ha una proporzionalità quadratica inversa con  il periodo (T).

Questo tipo di modello fisico è utilizzabile nello spazio per ricreare la forza di gravità in quanto chi si trova al suo interno subisce una forza apparente detta CENTRIFUGA  che spinge il corpo verso l'esterno; se calcoliamo con accurata attenzione il raggio ed il periodo della nostra ideale astronave possiamo far si  che questa forza sia pari a 'g' consentendo all'astronauta di vivere in condizioni pari a quelle terrestri.