Qu'est-ce que la force centripète ?
La force centripète est la force résultante dirigée vers l'intérieur qui maintient un objet sur une trajectoire circulaire. Sans elle, l'objet partirait en ligne droite, conformément à la première loi de Newton (le principe d'inertie). Elle pointe toujours vers le centre du cercle et dépend de la masse de l'objet, de sa vitesse et du rayon de la courbe. Ce calculateur est un outil de physique universel : il fonctionne avec n'importe quelles données exprimées de façon cohérente en unités SI.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la masse de l'objet en kilogrammes, sa vitesse tangentielle en mètres par seconde et le rayon de la trajectoire circulaire en mètres. Le calculateur affiche la force centripète en newtons (N) ainsi que l'accélération centripète en mètres par seconde au carré (m/s²).
La formule expliquée
La force centripète s'exprime par $$F = \frac{\text{Mass (kg)} \cdot \text{Velocity (m/s)}^{2}}{\text{Radius (m)}}$$ où m est la masse, v la vitesse et r le rayon. Comme la vitesse est élevée au carré, doubler la vitesse quadruple la force nécessaire. Une courbe plus serrée (un rayon r plus petit) exige elle aussi davantage de force. L'accélération centripète associée vaut \(a = \frac{v^2}{r}\), d'où \(F = m \cdot a\), ce qui est cohérent avec la deuxième loi de Newton.
Exemple concret
Une balle de 2 kg tourne en cercle sur un rayon de 4 m à une vitesse de 5 m/s. On obtient alors $$F = \frac{2 \times 5^2}{4} = \frac{2 \times 25}{4} = \frac{50}{4} = 12{,}5 \text{ N}.$$ L'accélération centripète vaut \(a = \frac{25}{4} = 6{,}25 \text{ m/s}^2\).
Questions fréquentes
La force centripète est-elle un nouveau type de force ? Non. C'est simplement le nom donné à la force réelle (tension, gravité, frottement, réaction normale) qui agit vers l'intérieur pour entretenir le mouvement circulaire.
Quelle est la différence entre force centripète et force centrifuge ? La force centripète est la force réelle dirigée vers l'intérieur. La « force » centrifuge est une force apparente, orientée vers l'extérieur, que l'on ne ressent que dans un référentiel en rotation.
Quelles unités dois-je utiliser ? Utilisez les kilogrammes, les mètres par seconde et les mètres pour obtenir la force en newtons (unités SI).
