Comprendre le concept
* inertie: Les objets en mouvement ont tendance à rester en mouvement en ligne droite à une vitesse constante (première loi de Newton).
* Mouvement circulaire: Une particule se déplaçant dans un cercle change constamment la direction, ce qui signifie que sa vitesse change.
la clé de clé
Étant donné que la vitesse est un vecteur (magnitude et direction), un changement de magnitude ou de direction signifie que la particule accélère. Et l'accélération nécessite une force (la deuxième loi de Newton:F =MA).
Démonstrations
1. Considérez le vecteur de vitesse:
* Imaginez une particule se déplaçant en cercle. Son vecteur de vitesse est toujours tangent au cercle.
* Au fur et à mesure que la particule se déplace, la direction du vecteur de vitesse change constamment.
* Ce changement de direction indique l'accélération.
2. Accélération centripète:
* L'accélération d'une particule dans le mouvement circulaire est appelée accélération centripète. Il est toujours dirigé vers le centre du cercle.
* L'amplitude de cette accélération est donnée par:a =v ^ 2 / r (où v est la vitesse et r est le rayon du cercle).
3. Force centripète:
* Étant donné que l'accélération nécessite une force, il doit y avoir une force agissant sur la particule, dirigée vers le centre du cercle. Cette force est appelée la force centripète.
* L'ampleur de la force centripète est:f =ma =mv ^ 2 / r
Exemples
* balancer une balle sur une chaîne: La tension dans la chaîne fournit la force centripète.
* Une voiture arrosant une courbe: La friction entre les pneus et la route fournit la force centripète.
* la terre en orbite autour du soleil: La force gravitationnelle entre la Terre et le Soleil fournit la force centripète.
Conclusion
Le fait qu'une particule se déplaçant dans un cercle subit un changement de vitesse (en particulier, sa direction) implique directement qu'une force doit agir dessus. Cette force, dirigée vers le centre du cercle, est appelée force centripète.
