Accelerazione tangenziale vs accelerazione centripeta
L'accelerazione è la velocità di variazione della velocità e, quando espressa usando il calcolo, è la derivata temporale della velocità. L'accelerazione tangenziale e l'accelerazione centripeta sono componenti dell'accelerazione di una particella o di un corpo rigido in un movimento circolare.
Accelerazione tangenziale
Considera una particella che si muove lungo un percorso come mostrato nel diagramma. Nell'istanza considerata, la particella è in movimento angolare e la velocità della particella è tangente al percorso.
La velocità di variazione della velocità tangenziale è definita come l'accelerazione tangenziale, ed è indicata da at.
at =ret/dt
Tuttavia, questo non tiene conto dell'accelerazione totale della particella. Secondo la prima legge di Newton, affinché una particella devii dal percorso rettilineo e ruoti, deve esserci un' altra forza; quindi si può dedurre che deve esserci una componente di accelerazione diretta perpendicolarmente alla componente di accelerazione tangenziale, cioè verso il punto O nell'istanza mostrata. Questa componente dell'accelerazione è nota come accelerazione normale ed è indicata da an.
an =vt2/r
Se ut e un sono i vettori unitari nelle direzioni tangenziale e normale, l'accelerazione risultante può essere data dalla seguente espressione.
a=atut + anun=(dvt/dt) ut + (vt 2/r) un
Accelerazione centripeta
Ora considera che la forza che induce l'accelerazione normale è costante. In questo caso, la particella entra in un percorso circolare di raggio r. Questo è un caso speciale nel movimento angolare e l'accelerazione normale è data il termine accelerazione centripeta. La forza che guida il movimento circolare è nota come forza centripeta.
L'accelerazione centripeta è data anche dall'espressione sopra, ma le relazioni angolari in velocità e accelerazione possono essere utilizzate per darla in termini di velocità angolare.
Pertanto, ac =vt2/r=-rω 2
(Il segno negativo indica che l'accelerazione puntava nella direzione opposta al raggio vettore)
L'accelerazione netta può essere ottenuta dalla risultante delle due componenti ac e at.
Qual è la differenza tra accelerazione tangenziale e accelerazione centripeta?
• Le accelerazioni tangenziali e centripete sono due componenti dell'accelerazione di una particella/corpo in un movimento circolare.
• L'accelerazione tangenziale è la velocità di variazione della velocità tangenziale, ed è sempre tangente alla traiettoria circolare e normale al vettore del raggio.
• L'accelerazione centripeta è puntata verso il centro del cerchio e questa componente di accelerazione è il fattore principale che mantiene la particella nel percorso circolare.
• Per una particella in movimento circolare, il vettore di accelerazione giace sempre all'interno del percorso circolare.
