Force centripète et applications
Applications du mouvement circulaire uniforme
Un virage routier
Quand une voiture prend un virage à vitesse constante, la route dessine un arc de cercle. La force centripète nécessaire est fournie par le frottement des pneus sur la route (et par l'inclinaison de la chaussée sur les circuits). Si la vitesse est trop grande pour le rayon du virage, le frottement disponible ne suffit plus : la voiture dérape vers l'extérieur du virage.
Un satellite en orbite
Pour un satellite en orbite circulaire autour de la Terre, c'est la force de gravitation qui joue le rôle de force centripète. En égalant l'expression de la gravitation à m*v^2/R, on peut calculer la vitesse nécessaire pour maintenir une orbite à une altitude donnée.
Quelques ordres de grandeur
| Situation | Rayon R | Vitesse v approx. | Rôle de la force centripète |
|---|---|---|---|
| Manège | 3-8 m | 2-5 m/s | Tension des chaînes/bras |
| Virage de route | 50-200 m | 10-30 m/s | Frottement pneus/route |
| Satellite bas (ISS) | ~6800 km | ~7,7 km/s | Gravitation terrestre |
Essorage d'un linge
Dans un tambour de machine à laver, le linge est plaqué contre la paroi qui tourne rapidement : la paroi exerce sur le linge la force centripète nécessaire, tandis que l'eau, moins retenue, s'échappe par les trous du tambour (elle continue tout droit, par inertie, dès qu'elle n'est plus retenue).
Piège classique : ce n'est pas une force qui "chasse" l'eau vers l'extérieur ; c'est au contraire l'absence de force centripète suffisante sur l'eau qui la fait continuer en ligne droite (principe d'inertie), jusqu'à sortir par les trous.

