La force nécessaire pour maintenir un objet en mouvement sur une trajectoire circulaire est appelée force centripète. Le mot centripète vient des mots latins pour centre, centrum et tend vers, petere. Par conséquent, il s’ensuit que la force centripète est une force qui pousse un objet vers le centre. S’il n’était pas présent, l’objet maintiendrait son mouvement en ligne droite.
La force centripète est couramment observée lors de la conduite d’une voiture. Par exemple, si une voiture descend une route plate et droite à une vitesse constante, elle est équilibrée par la force de la route, et le couple du moteur équilibre les forces créées par la friction et le vent. Dans ce cas, la voiture est en équilibre et la force centripète est nulle. Si la voiture s’approche d’une courbe, la route doit être conçue pour compenser la courbe. La route doit fournir une force supplémentaire pour que la voiture puisse contourner la courbe et ne pas continuer sur une voie droite.
De nombreuses routes sont conçues de manière à être surélevées au bord le plus extérieur. Cela crée une force pour garder les voitures sur une route sinueuse. La route surélevée ou inclinée est clairement visible sur les pistes utilisées pour le vélo ou sur les pistes de course circulaires NASCAR®.
Regarder un satellite à travers un télescope est une façon de voir la force centripète en action. Le satellite suit une orbite autour de la Terre. Dans ce cas, la force centripète est l’attraction gravitationnelle entre la Terre et le satellite, car sans elle, le satellite ne se déplacerait qu’en ligne droite. La même théorie peut également être utilisée pour la force centripète qui maintient les planètes en orbite autour du soleil. Avec les planètes, la force est fournie par le Soleil au lieu de la Terre.
Il existe des moyens faciles de voir la force centripète à l’œuvre grâce à des expérimentations à domicile. Par exemple, prenez un ballon transparent et placez une pièce à l’intérieur du ballon. Ensuite, gonflez le ballon à la bouche pour qu’il soit trouble aux deux extrémités et clair au centre. Si tout le ballon est clair, il y a trop d’air. Tenez le ballon par son cou d’une main et commencez à le faire tourner sans cesse.
Au début, la pièce peut sembler sauter à l’intérieur du ballon. Finalement, il roulera à l’intérieur du ballon, un peu comme un motard sur une piste de course. Une fois lancée, la pièce doit orbiter à l’intérieur du ballon pendant une demi-minute ou plus. C’est la force centripète.