Force centrifuge vs. Force centripète
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- Théo Roy
Force centrifuge (Latin pour "Center Fart") décrit la tendance d'un objet suivant un chemin incurvé pour voler vers l'extérieur, loin du centre de la courbe. Ce n'est pas vraiment une force; Il résulte de l'inertie - la tendance d'un objet à résister à tout changement dans son état de repos ou de mouvement. Force centripète est un réel Force qui contrecarre la force centrifuge et empêche l'objet de «voler», le maintenir en mouvement à la place avec une vitesse uniforme le long d'un chemin circulaire.
Tableau de comparaison
Différences - similitudes -| Force centrifuge | Force centripète | |
|---|---|---|
| Signification | Tendance d'un objet suivant un chemin incurvé pour s'envoler du centre de courbure. Peut être décrit comme «manque de force centripète." | La force qui maintient un objet se déplaçant avec une vitesse uniforme le long d'un chemin circulaire. |
| Direction | Le long du rayon du cercle, du centre vers l'objet. | Le long du rayon du cercle, de l'objet vers le centre. |
| Exemple | La boue volant d'un pneu; Les enfants ont poussé un rond-point. | Satellite en orbite autour d'une planète |
| Formule | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
| Défini par | Chistiaan Hygens en 1659 | Isaac Newton en 1684 |
| Est-ce une véritable force? | Non; La force centrifuge est l'inertie du mouvement. | Oui; La force centripète empêche l'objet de "voler". |
Forces et inertie
La force centrifuge n'est pas une force «réelle» - la tendance à voler vers l'extérieur est observée parce que les objets qui se déplacent en ligne droite ont tendance à continuer de se déplacer en ligne droite. C'est ce qu'on appelle l'inertie, et cela rend les objets résistants à la force qui les fait se déplacer dans une courbe.
La force centripète est une "vraie" force. Il attire l'objet vers le centre et l'empêche de "voler". La source de la force centripète dépend de l'objet en question. Pour les satellites en orbite, la force vient de la gravité. Si un objet est basculé sur une corde, la force centripète est fournie par la tension dans la corde, et pour un objet de rotation, la force est fournie par un stress interne. Pour une voiture se déplaçant le long d'un arc, la force centripète provient de la friction entre les pneus de voiture et la route.
Si un objet tourne correctement, les forces centrifuges et centripète seront égales, donc l'objet ne se déplacera pas vers le centre de rotation ou vers l'extérieur. Il maintiendra une distance constante du centre.
Direction
Direction de la force centripète et de la vitesse La force centripète est dirigée vers l'intérieur, de l'objet au centre de rotation. Techniquement, il est dirigé orthogonal à la vitesse du corps, vers le point fixe du centre de courbure instantanée du chemin.
La force centrifuge est dirigée vers l'extérieur; dans le même sens que la vitesse de l'objet. Pour le mouvement circulaire, la vitesse à un moment donné est à une tangente à l'arc du mouvement.
Formule
Les deux forces sont calculées en utilisant la même formule:
où unc est l'accélération centripète, m est la masse de l'objet, se déplaçant à vitesse V le long d'un chemin avec un rayon de courbure r.
Centrifuge vs. Exemples de force centripète
Certains exemples courants de force centrifuge au travail sont la boue qui vole d'un pneu et les enfants sentant une force les poussant vers l'extérieur tout en tournant sur un rond-point.
Un exemple majeur de force centripète est la rotation des satellites autour d'une planète.
Roller Coaster, un exemple de force centripète en action 
Un satellite en orbite autour de la planète en appliquant la force centripète. 
Illustration de la force centripète (vecteur rouge marqué FT, la force de tension dans la corde). Lorsque la corde est coupée, la force centripète (tension dans la corde) n'agira plus sur l'objet. Il ne sera donc plus conservé dans ce chemin circulaire par Ft et s'envolera sur une tangente. Applications
La connaissance des forces centrifuges et centripète peut être appliquée à de nombreux problèmes quotidiens. Par exemple, il est utilisé lors de la conception des routes pour éviter le dérapage et améliorer la traction sur les courbes et les rampes d'accès. Il a également permis l'invention de la centrifugeuse, qui sépare les particules en suspension dans le liquide en faisant tourner les tubes à essai à grande vitesse.