L’accelerazione centripeta è la velocità con cui cambia la velocità tangenziale, o la velocità con cui si muove un corpo orbitante. Include sia l’entità che la direzione della variazione della velocità tangenziale. Quando un oggetto si muove con moto circolare, l’accelerazione punta sempre direttamente al centro del cerchio. Ha una grandezza correlata alla velocità angolare e alla velocità dell’oggetto.
Se un corpo si muove in linea retta, la sua accelerazione descrive la velocità con cui cambia la sua velocità. Se un oggetto si muove lungo un percorso circolare, l’accelerazione centripeta spiega quanto velocemente cambia la sua velocità tangenziale. La velocità tangenziale è una misura della velocità con cui l’oggetto cambia direzione o gira intorno al cerchio, nonché la velocità effettiva con cui si muove.
L’accelerazione centripeta è un vettore, il che significa che ha sia una grandezza che una direzione. La direzione punta sempre verso l’interno rispetto al centro del cerchio, perché questa è la direzione in cui un oggetto rotante sta sempre accelerando. Questo è spesso un concetto confuso, perché un oggetto sottoposto a movimento circolare non sembra accelerare verso il centro del cerchio. Questo perché, secondo le leggi di Newton, l’accelerazione di un oggetto è sempre nella direzione con cui agisce la forza. Affinché un oggetto si muova in un cerchio, deve esserci una forza proveniente dal centro del cerchio, quindi questa è la direzione dell’accelerazione.
In matematica, la grandezza, o dimensione, dell’accelerazione circolare è proporzionale alla velocità dell’oggetto e al quadrato della sua velocità angolare. La velocità angolare è la velocità con cui cambia l’angolo dell’oggetto. Ciò significa che l’accelerazione centripeta aumenta notevolmente all’aumentare della velocità angolare.
L’accelerazione centripeta è strettamente correlata alla forza centripeta. Secondo le leggi di Newton, la forza centripeta è uguale all’accelerazione centripeta moltiplicata per la massa dell’oggetto. In altre parole, la forza centripeta è la forza totale che agisce su un oggetto che lo fa muovere in un cerchio.
Un esempio di moto circolare è la luna in orbita attorno alla Terra. Mentre la luna orbita, è sottoposta a una forza risultante dalla gravità della Terra. Ciò significa che è costantemente “in caduta” verso la Terra e, quindi, ha un’accelerazione centripeta che punta verso il centro della Terra, anche se mantiene una velocità sufficiente per rimanere in un’orbita circolare.