Il significato fisico del potenziale centrifugo

domenica, Aprile 11th, 2021

campo centrale,potenziale centrifugo,forza centrifuga — **Fig. 1**

Per quanto precede, il moto di una particella di massa m in un campo centrale di energia potenziale V(r), equivale a un moto unidimensionale in un campo di energia potenziale

Tale equivalenza non va presa alla lettera, giacché dobbiamo tener conto del grado di libertà angolare rappresentato dalla grandezza φ(t). Per ora stabiliamo il significato sifico del secondo termine dell'equazione precedente, noto come potenziale centrifugo. Per quanto stabilità in un numero precedente, la componente radiale dell'accelerazione della particella è

in cui riconosciamo la componente centripeta (secondo termine a secondo membro, incluso il segno -). Segue

per cui appare naturale assegnare un carattere centrifugo a tale forza. Si tratta comunque di una denominazione ambigua, giacché stiamo studiando il moto rispetto a un sistema di riferimento inerziale. In ogni caso, la particella si muove in un campo centrale «efficace», come scritto in fig. 1 (seconda formula).
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Forza centrifuga agente su un gabbiano in volo

domenica, Giugno 28th, 2020

forza centrifuga,gabbiano,portanza — **Fig. 1**

Esercizio tratto da "The Amateur Scientist" di Jear Walker, «Scientific American», marzo 1985, p.122. La soluzione è nostra.

Un gabbiano plana su una circonferenza orizzontale con un angolo di inclinazione delle ali stimato di 25° e impiega 13s per compiere un giro (fig. 1). Determinare la velocità del gabbiano e il raggio della circonferenza.

Soluzione

In un sistema di riferimento solidale al gabbiano, le forze agenti sono illustrate in fig. 1. Dal momento che il gabbiano è in quiete rispetto al predetto sistema di riferimento, la risultante delle forze è nulla:

dove: F_p è la portanza; F_c è la forza centrifuga; m è la massa del gabbiano. Proiettando l'equazione appena scritta su un sistema di assi cartesiani ortogonali (riferimento solidale al gabbiano) come in fig. 1, otteniamo