Projeto ""Fisica"": Força Centrípeta

A força centrípeta é a força que atua num corpo obrigando-o a descrever uma trajetória circular, isto é, a que num movimento de rotação, atua sobre o corpo, atraindo-o na direção do centro. Num movimento circular, o seu valor é o mesmo do da força centrífuga, mas de sinal contrário.
Se a massa do corpo for m, a sua velocidade v, e se o raio da circunferência for r, a intensidade da força é dada pela seguinte expressão matemática: mv2/r, e é dirigida para o centro da circunferência. Mesmo que o corpo se mova com velocidade de módulo constante, a sua velocidade é variável, uma vez que a sua direção se encontra continuamente a mudar. Existe, por conseguinte, uma aceleração dirigida para o centro da circunferência.
Quando, por exemplo, um corpo é atado a um fio e posto a rodar num círculo horizontal, pode-se sentir perfeitamente que é necessário aplicar uma força centrípeta. O corpo tem uma tendência, devido à sua inércia, a manter um movimento retilíneo e é a força centrípeta que o obriga a mover-se circularmente. Se o fio partir, esta força desaparece e o corpo movimentar-se-á para fora em linha reta, na direção tangente à circunferência na qual antes se estava a movimentar.
No caso de um satélite em órbita em volta da Terra, a força centrípeta que mantém o satélite em órbita é a força gravitacional.
As forças centrípeta e centrífuga desempenham um papel muito importante na vida quotidiana e nas fábricas. Num carrossel, as barras sobre as quais são colocadas os veículos exercem uma força centrípeta, enquanto que a pessoa que vai nos veículos sente uma força centrífuga para o exterior.
Quando se descreve uma curva com um carro, devido ao atrito da estrada, esta exerce uma força centrípeta sobre as rodas do automóvel para que este não saia da curva.
Na construção das máquinas, é importante calcular as forças centrípeta e centrífuga e tê-las em conta ao escolher os materiais e as suas secções.

Força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um movimento curvilíneo ou circular.
Objetos que se deslocam em movimento retilíneo uniforme possuem velocidade modular constante. Entretanto, um objeto que se desloca em arco, com o valor da velocidade constante, possui uma variação na direção do movimento; como a velocidade é um vetor de módulo, direção e sentido, uma alteração na direção implica uma mudança no vetor velocidade. A razão dessa mudança na velocidade é a aceleração centrípeta.
Como força é dada pela fórmula:

$\vec{F} = {m\vec{a}}$

e a aceleração, neste caso particular, corresponde à aceleração centrípeta dada pela fórmula:

$\vec{a_c} = -{|\vec{v}|^2 \over {r}} \hat{r}$

temos a força centrípeta que pode ser calculada como:

$\vec{F} = {m}{|\vec{v}|^2 \over {r}} \hat{r}$

Onde

${m} \,$ é a massa (em quilogramas no SI),

${\vec{v}}$ é a velocidade linear do corpo (em metros por segundo no SI)

${r} \,$ é o raio da trajetória percorrida pelo corpo (em metros no SI).

Em todo movimento circular existe uma força resultante na direção radial que atua como força centrípeta, de modo que a força centrípeta não existe por si só. Por exemplo, o atrito entre o solo e o pneu do carro faz o papel da força centrípeta quando o carro faz curvas. A força gravitacional faz o mesmo papel no movimento de satélites em torno da Terra. Assim sendo:

$\vec{F_{ctr}} = \sum \vec{F_{radial}}$