Informazioni su questo esperimento
Un oggetto può accelerare anche quando la sua velocità scalare resta costante, perché la velocità comprende anche la direzione. Posiziona una massa su una traiettoria circolare ed esamina la freccia della forza diretta verso il centro e quella della velocità tangenziale. Confronta la forza centripeta necessaria al variare della velocità angolare, della massa e del raggio.
Obiettivi di apprendimento
- Esamina come la velocità angolare influisce sulla velocità tangenziale mantenendo costanti le altre variabili.
- Usa il grafico e i valori numerici per verificare una previsione.
- Spiega le ipotesi fisiche e i limiti di applicabilità di questo modello.
Come si usa
- 1Imposta la massa su 1 kg, il raggio su 2 m e la velocità angolare su 2 rad/s. Verifica che il risultato sia 8 N.
- 2Salva la curva e raddoppia il raggio mantenendo costante la velocità angolare. Confronta la forza.
- 3Raddoppia la velocità angolare. Perché la forza aumenta di un fattore quattro?
- 4Sposta il cursore del tempo per muoverti lungo il cerchio. Controlla che la forza resti diretta verso il centro e che la velocità resti tangenziale.
Il modello
Ipotesi
- La traiettoria è circolare, con raggio e velocità angolare costanti. Il valore della forza indica la forza risultante necessaria, diretta verso il centro.
- Il diagramma rappresenta il raggio in scala proporzionale e indica le direzioni con frecce schematiche. Non modella il meccanismo che fornisce la forza.
Provalo in classe
- Q1Perché qui la forza aumenta all’aumentare del raggio, mentre F = mv²/r suggerisce che dovrebbe diminuire?
- Q2Che cosa succede al moto se si rimuove la forza diretta verso l’interno?
Domande frequenti
La forza centripeta è un tipo di forza aggiuntivo?
No. È il nome della forza netta diretta verso l’interno. Può essere fornita dalla tensione, dalla gravità, dall’attrito o da un’altra interazione.
Che cosa succede quando la velocità angolare è zero?
La massa è ferma. Velocità, accelerazione, forza e frequenza sono zero; il periodo sarebbe infinito.