Force centripète et centrifuge – Un objet effectuant un mouvement circulaire change de vitesse toutes les secondes. Cela signifie qu'une force agit sur la particule et la fait se déplacer dans un mouvement circulaire qui change à chaque instant. Les forces agissant sur l'objet en mouvement circulaire sont la force centripète et la force centrifuge. Ces forces permettent aux objets de se déplacer selon un mouvement circulaire.
Apprenons-en davantage sur force centripète et force centrifuge et leurs différences dans cet article.
Table des matières
- Force centripète vs force centrifuge
- Qu’est-ce que la force centripète ?
- Calcul de la force centripète
- Unité de force centripète
- Exemples de force centripète dans la vie quotidienne
- Qu’est-ce que la force centrifuge ?
- Calcul de la force centrifuge
- Unité de force centrifuge
- Exemples de force centrifuge dans la vie quotidienne
- Exemples résolus sur la force centripète et la force centrifuge
Force centripète vs force centrifuge
Ces deux forces sont essentielles pour mouvement circulaire. Alors que la force centripète est une force réelle par nature et agit dans le référentiel inertiel, la force centrifuge est une pseudo force et agit dans un référentiel interne,
exemples de programmes python
Par exemple – Le référentiel tournant. Ces deux forces sont de même ampleur et de directions opposées. Intuitivement, la force centrifuge a tendance à maintenir l'objet en ligne droite et à s'opposer au virage, tandis que la force centripète fait bouger l'objet dans un mouvement circulaire. Jetons un coup d'œil aux différences sous forme de tableau,
| Force centripète | Force centrifuge |
|---|---|
| C’est ce qu’on appelle une force réelle qui existe et est appliquée de l’extérieur. Les forces comme force gravitationnelle, force normale , etc. | Il est connu comme un fictive ou pseudo-force . |
| C'est la force exercée sur l'objet dans un mouvement circulaire. La force est exercée vers le centre du cercle. | C'est la force exercée sur l'objet dans un mouvement circulaire. La force est exercée à partir du centre du cercle. |
| La force centripète agit dans des référentiels inertiels à la fois inertiels et non inertiels. | La force centrifuge agit dans un référentiel non inertiel. (Cadres rotatifs) |
| Exemple : Un satellite en orbite autour de la planète est un exemple où la force centripète est utilisée. | L’homme assis à l’intérieur de la voiture se penche vers l’extérieur tandis que la voiture se déplace vers l’intérieur est un exemple de force centrifuge. |
Qu’est-ce que la force centripète ?
Le forcer agissant sur l’objet qui se déplace selon un mouvement curviligne est appelé force centripète. Cela permet à l'objet de conserver son mouvement curviligne. Nous pouvons définir la force centripète comme suit :
La force agissant sur un objet qui est dans un mouvement curviligne et la force est dirigée vers le centre de la courbure de la trajectoire de l'objet est appelée force centripète.
Le mot centripète signifie recherche du centre ou vers le centre. Ainsi, nous pouvons facilement définir la force centripète comme la force qui agit vers le centre lorsqu'un objet effectue un mouvement curviligne.
Calcul de la force centripète
L'ampleur de la force centripète est donnée par la formule,
F = mv 2 /r
où,
m est la masse de l'objet
dans est la vitesse de l'objet
r est le rayon de l'objet
Ainsi, il ressort clairement de la formule ci-dessus que la force centripète est directement proportionnelle au carré de la rapidité de l'objet, une légère augmentation de la vitesse de l'objet augmente considérablement la force.
erreur : impossible de trouver ou de charger la classe principale
Unité de force centripète
Comme la force centripète est elle-même une force, elle se mesure en Neutron qui est le ET uni de Force. Les autres unités pour mesurer la force centripète sont le kgm.-2, dyne, etc.
Dans le mouvement circulaire , la force centripète est toujours dirigée vers le centre et elle est toujours perpendiculaire à la tangente qui donne la direction en tout point donné.
Exemples de force centripète dans la vie quotidienne
Force centripète est responsable du mouvement circulaire de l’objet. Divers exemples présentant la force centripète sont discutés dans l'image ci-dessous,
- Lorsque nous attachons une balle au bout de la corde et faisons tourner la corde, la tension est ressentie dans la corde dans l'exemple de la force centripète.
- La force de friction nécessaire à la rotation des roues d’une voiture est fournie par la force centripète.
- Dans des montagnes russes, la force fournie pour équilibrer la force normale est la force fournie par la force centripète.
- Les planètes tournant autour du soleil subissent également une force centripète en raison de la force gravitationnelle.
Qu’est-ce que la force centrifuge ?
La force centrifuge est également une force qui agit lorsque l'objet est dans un mouvement circulaire. Cette force a la même ampleur qu’une force centripète mais est dans la direction opposée à la force centripète.
C'est une sorte de pseudo-force agissant dans le mouvement curviligne qui s'oppose au mouvement centripète. accélération et agit comme sa force de réaction. La force centrifuge ne fonctionne que dans le cadre de référence rotationnel.
Calcul de la force centrifuge
La force centripète est par la formule,
F = -mv 2 /r
où,
m est la masse de l'objet
dans est la vitesse de l'objet
r est le rayon de l'objet
Ici, le signe moins signifie que la force centrifuge est de nature opposée.
Unité de force centrifuge
Son unité est également le Newton (N), cette force n'existe pas lorsque les mesures sont faites dans un référentiel inertiel, elle n'existe que lorsque la mesure est faite par rapport au référentiel tournant.
Exemples de force centrifuge dans la vie quotidienne
La force centrifuge n'agit que dans le référentiel rotatif. Divers exemples d'objets sous l'influence de la force centrifuge sont :
Modifications selon l'image
- Poids d'un objet aux pôles et à l'équateur
- Un vélo qui fait un virage.
- Véhicule roulant dans un virage
- Chemin de fer équatorial
La centrifugeuse est un appareil pour séparer un mélange de fluides qui fonctionne sur le principe de Centrifugation .
En savoir plus,
- Accélération angulaire
- Graphique du temps d'accélération
- Mouvement uniformément accéléré
Exemples résolus sur la force centripète et la force centrifuge
Exemple 1 : Trouvez l'accélération centripète sur un objet effectuant un mouvement circulaire d'un rayon de 20 m. La vitesse de l'objet est de 100 m/s.
Solution:
L'accélération centripète est donnée par,
10 sur 50une = v 2 /r
Donné:
v = 100 m/s
r = 20mEn branchant les valeurs dans l'équation,
une = v2/r
une = (100)2/(vingt)
a = 10000/20
a = 500 m/s2
Exemple 2 : Un objet (m = 8Kg) effectue un mouvement circulaire d'un rayon de 2 m. Si la vitesse de l'objet est de 10 m/s, trouvez la force centripète agissant sur l'objet.
Répondre:
décodage javascript base64
L'accélération centripète est donnée par,
F = mv2/r
Donné:
m = 8kg
v = 10 m/s
r = 2 mEn branchant les valeurs dans l'équation,
F = mv2/r
F = (8)(10)2/(2)
= 400 N
Exemple 3 : Un objet (m = 1Kg) effectue un mouvement circulaire d'un rayon de 4 m. Si la force centripète agissant sur l’objet est de 100 N, trouvez la vitesse de l’objet.
Solution:
La force agissant sur l'objet est donnée par,
F = à
100 = (1)(a)
a = 100 m/s2L'accélération de l'objet est donnée par,
une = v2/r
100 = v2/4
400 = v2
v = 20 m/s
zone de liste HTML
Résumé - Force centripète et centrifuge
Les forces centripètes et centrifuges sont des concepts fondamentaux en physique, notamment en ce qui concerne le mouvement circulaire. La force centripète agit sur un objet se déplaçant le long d’une trajectoire courbe, toujours dirigée vers le centre du cercle. Son rôle est crucial dans le maintien d’un mouvement circulaire uniforme en modifiant continuellement la direction de la vitesse de l’objet sans affecter sa vitesse. D’un autre côté, la force centrifuge est une pseudo-force qui semble pousser vers l’extérieur du centre de rotation, s’opposant à la force centripète. Alors que la force centripète est réelle et observable, la force centrifuge est une force apparente subie par les objets dans un référentiel en rotation en raison de leur inertie. Ensemble, ces forces jouent un rôle important dans l'explication de divers phénomènes, depuis les orbites planétaires jusqu'à la dynamique des manèges des parcs d'attractions, enrichissant ainsi notre compréhension du mouvement circulaire dans le monde physique.
FAQ sur la force centripète et la force centrifuge
Qu'est-ce que la force centripète ?
La force agissant sur l'objet qui effectue un mouvement curviligne aide l'objet à conserver sa position tout en effectuant le mouvement curviligne est appelée force centripète. Cette force est dirigée vers le centre de courbure.
Quels sont les exemples de force centripète ?
Le mouvement de la Terre autour du soleil est considéré comme un mouvement curviligne et la force qui fait bouger la Terre dans ce mouvement est appelée force centripète.
De même, le mouvement de la Lune autour de la Terre est provoqué par la force centripète.
Comment fonctionne une centrifugeuse ?
La centrifugeuse est un appareil utilisé pour séparer deux substances grâce à la force centrifuge. Par exemple, nous pouvons séparer le plasma et les cellules sanguines du sang à l’aide d’une centrifugeuse.
Quelle force agit dans la machine à laver ?
Dans une machine à laver rotative, la force centrifuge et la force centripète fonctionnent simultanément.
Quelle est la différence entre la force centrifuge et la force centripète ?
La différence fondamentale entre la force centrifuge et la force centripète est que la force centripète agit toujours vers le centre de courbure alors que la force centrifuge s'éloigne du centre de la courbure. De plus, la force centripète est observée dans le référentiel inertiel, tandis que la force centrifuge est observée dans le référentiel non inertiel ou rotatif.