L’accélération centripète est la vitesse à laquelle la vitesse tangentielle, ou la vitesse à laquelle un corps en orbite se déplace, change. Il comprend à la fois l’amplitude et la direction du changement de vitesse tangentielle. Lorsqu’un objet se déplace avec un mouvement circulaire, l’accélération pointe toujours directement au centre du cercle. Il a une grandeur liée à la vitesse angulaire et à la vitesse de l’objet.
Si un corps se déplace en ligne droite, alors son accélération décrit à quelle vitesse sa vitesse change. Si un objet se déplace sur une trajectoire circulaire, alors l’accélération centripète explique à quelle vitesse sa vitesse tangentielle change. La vitesse tangentielle est une mesure de la vitesse à laquelle l’objet change de direction ou tourne autour du cercle, ainsi que la vitesse réelle à laquelle il se déplace.
L’accélération centripète est un vecteur, ce qui signifie qu’elle a à la fois une grandeur et une direction. La direction pointe toujours vers l’intérieur vers le centre du cercle, car c’est la direction dans laquelle un objet en rotation accélère toujours. C’est souvent un concept déroutant, car un objet soumis à un mouvement circulaire ne semble pas accélérer vers le centre du cercle. C’est parce que, selon les lois de Newton, l’accélération d’un objet est toujours dans la direction avec laquelle la force agit. Pour qu’un objet se déplace dans un cercle, il doit y avoir une force venant du centre du cercle, c’est donc la direction de l’accélération.
En mathématiques, l’amplitude ou la taille de l’accélération circulaire est proportionnelle à la vitesse de l’objet et au carré de sa vitesse angulaire. La vitesse angulaire est la vitesse à laquelle l’angle de l’objet change. Cela signifie que l’accélération centripète augmente considérablement à mesure que la vitesse angulaire augmente.
L’accélération centripète est étroitement liée à la force centripète. Selon les lois de Newton, la force centripète est égale à l’accélération centripète multipliée par la masse de l’objet. En d’autres termes, la force centripète est la force totale agissant sur un objet qui le fait se déplacer en cercle.
Un exemple de mouvement circulaire est la lune en orbite autour de la Terre. Comme la lune orbite, elle est soumise à une force résultant de la gravité de la Terre. Cela signifie qu’il tombe constamment vers la Terre et, par conséquent, a une accélération centripète pointant vers le centre de la Terre, même s’il conserve une vitesse suffisante pour rester sur une orbite circulaire.