Calculatrice de mouvement circulaire

Accélération et force centripètes, période et fréquence pour un mouvement à vitesse constante sur un cercle.

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Formule

a = v² ÷ r F = m × a T = 2πr ÷ v

Comment ça marche

Se déplacer à vitesse constante sur un cercle implique quand même un changement continu de direction, c'est-à-dire une accélération dirigée vers le centre. Sa valeur est la vitesse au carré divisée par le rayon, et la force correspondante découle de la deuxième loi de Newton.

Exemple résolu

Le même calcul avec les valeurs par défaut :

  • Masse 1,5
  • Rayon 2
  • Vitesse 4
  1. a = 4² ÷ 2 = 8
  2. F = 1,5 × 8 = 12
  3. T = 2 × π × 2 ÷ 4 = 3,141593

Résultat : Accélération centripète: 8 · Force centripète: 12 · Période (temps par tour): 3,14159265

Suppose un mouvement circulaire uniforme - vitesse constante autour d'un cercle de rayon fixe - donc ne s'applique pas directement à une orbite elliptique ou à un mouvement où la vitesse varie le long de la courbe.

Erreurs courantes

  • Confondre la force centripète avec une prétendue « force centrifuge » dirigée vers l'extérieur - dans un référentiel inertiel, la seule force réelle est la force centripète dirigée vers le centre, qui maintient l'objet sur la trajectoire circulaire.
  • Utiliser le diamètre au lieu du rayon dans les formules - a = v²/r nécessite le rayon, pas le diamètre ; utiliser le diamètre divise par deux l'accélération correcte.
  • Oublier que l'accélération centripète pointe vers le centre à chaque instant, pas dans la direction de la vitesse - la vitesse est tangente au cercle, l'accélération lui est perpendiculaire.

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