Aqui está um colapso de como provar a fórmula da força centrífuga, juntamente com o contexto necessário:

Entendendo os conceitos

* Força centrípeta: A força que atua em direção ao centro de um caminho circular, mantendo um objeto que se move nesse círculo. Sem força centrípeta, um objeto voaria em uma linha reta (a primeira lei de Newton).
* Força centrífuga: Essa é a aparente força externa que um objeto experimenta enquanto se move em um caminho circular. Não é uma força real no sentido de que não há nenhum objeto puxando ou empurrando -o diretamente. É uma conseqüência da inércia (a tendência de um objeto de resistir a mudanças em seu movimento).

Derivação

1. Considere a configuração: Imagine um objeto de massa 'm' movendo -se em um círculo de raio 'r' com uma velocidade constante 'v'.

2. Concentre -se na aceleração: A velocidade do objeto está mudando de direção constantemente, mesmo que sua velocidade seja constante. Isso significa que ele tem uma aceleração, chamada aceleração centrípeta, direcionada ao centro do círculo.

3. Calcule a aceleração centrípeta:
* A mudança do objeto na velocidade (ΔV) é a diferença entre seus vetores de velocidade em dois pontos em seu caminho circular.
* Como os vetores de velocidade têm a mesma magnitude, mas direções diferentes, ΔV é aproximadamente igual ao comprimento do arco do caminho circular percorrido durante um pequeno intervalo de tempo ΔT, dividido por ΔT.
* Esse comprimento do arco é aproximadamente igual ao raio (r) multiplicado pelo ângulo (θ) subtendido pelo arco, que também é aproximadamente igual a VΔT/R.
* Portanto, ΔV ≈ (VΔT/R)
* A aceleração centrípeta (AC) é definida como ΔV/ΔT, então ac ≈ (vΔt/r)/Δt =v²/r.

4. Relacione a aceleração centrípeta para forçar: A segunda Lei do Movimento de Newton afirma que a força (f) é igual a massa (m) vezes aceleração (a). Nesse caso, a força que causa a aceleração centrípeta é chamada de força centrípeta (FC):

* Fc =m * ac
* Fc =m * (v²/r)

5. Força centrífuga: Embora não exista uma força externa real atuando no objeto, a tendência do objeto de se mover em uma linha reta (inércia) cria uma força externa aparente, que chamamos de força centrífuga. Essa força é igual em magnitude e oposta em direção à força centrípeta:

* Fc (centrifugal) =m * (v²/r)

Pontos -chave

* Força centrífuga não é uma força real: É uma conseqüência da inércia e da tendência do objeto de se mover em uma linha reta.
* Força centrípeta é a força real: É a força que age em direção ao centro do círculo, mantendo o objeto se movendo em um caminho circular.
* A fórmula fc =m * (v²/r) se aplica às forças centrípetas e centrífugas. A diferença está na direção da força. A força centrípeta aponta para dentro, enquanto a força centrífuga aponta para fora.

Exemplo

Imagine um carro arredondando uma curva. O atrito entre os pneus e a estrada fornece a força centrípeta que mantém o carro em movimento em círculo. Você pode sentir uma força aparente empurrando você para fora, essa é a força centrífuga.