सेंट्रिपेटल बनाम सेंट्रीफ्यूगल फोर्स: क्या अंतर है और यह क्यों मायने रखता है

केन्द्रापसारक बल और केन्द्रापसारक बल दो शब्द हैं जो भौतिकी के छात्र आमतौर पर भ्रमित या गलत समझते हैं।

एक विशिष्ट भ्रांति यह है कि अभिकेन्द्र बल किसी वस्तु के वृत्ताकार पथ के केंद्र की ओर निर्देशित होता है, जबकि केन्द्रापसारक बल बाहर की ओर निर्देशित होता है, जैसे कि दोनों विपरीत दिशाओं में कार्य करते हैं। हालांकि, इनमें से केवल एक ही वास्तव में एक है असली बल!

किसी वस्तु की वृत्तीय गति करने वाला एकमात्र बल है केन्द्राभिमुख शक्ति, जो हमेशा वृत्ताकार पथ के केंद्र की ओर निर्देशित होता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई कार एक मोड़ को गोल कर रही है, तो उसे एक सीधी रेखा के बजाय एक वक्र में ले जाने वाला अभिकेन्द्र बल उस वृत्त की त्रिज्या के साथ निर्देशित होता है जिसे कार बाहर निकाल रही है।

• केन्द्रापसारक बल एक काल्पनिक बल है, जिसका अर्थ है कि यह है वास्तविक शक्ति नहीं। केन्द्राभिमुख शक्ति सत्य है।

केन्द्रापसारक बल, वहीं दूसरी ओर, मौजूद नहीं होना. "बैक टू द फ्यूचर" फ्लक्स कैपेसिटर की तरह, इस शब्द का आविष्कार कुछ वास्तविक टिप्पणियों के आधार पर कुछ काल्पनिक वर्णन करने में मदद करने के लिए किया गया था। एक वृत्त में घूमने के प्रभाव किसी वस्तु को ऐसा महसूस कराते हैं कि वह बाहर की ओर "उड़" रही है, और एक का विचार

जब कोई कार बाएं मुड़ती है, तो यात्री कार के दाईं ओर "फेंक दिया" महसूस कर सकते हैं। या रोलर कोस्टर पर लूप के नीचे, सवारों को अपनी सीटों पर नीचे धकेला हुआ महसूस हो सकता है।

ये भावनाएँ का परिणाम हैं जड़ता; हालाँकि, नहीं एक बल (हालाँकि इसे an. के रूप में संदर्भित किया जा सकता है) स्पष्ट बल). जड़ता एक वस्तु की अपनी गति में परिवर्तन का विरोध करने की प्रवृत्ति का वर्णन करती है, जैसा कि न्यूटन के पहले नियम, जड़ता के नियम द्वारा वर्णित है।

जब कार अचानक मोड़ लेती है, या रोलर कोस्टर अपनी डुबकी लगाता है, तो अंदर के मानव शरीर पहले से ही किसी विशेष दिशा में कुछ वेग से आगे बढ़ रहे हैं। जड़त्व के नियम के अनुसार, प्रारंभ में ये निकाय विरोध उनके वेग बदल रहे हैं।

यात्री अभी भी अंतरिक्ष में आगे बढ़ रहे हैं जब कार अचानक बाईं ओर जाने लगती है - इसलिए "दाईं ओर फेंके जाने" के बजाय, कार वास्तव में है बाईं ओर से उनमें दुर्घटनाग्रस्त हो गया क्योंकि यह अचानक चलता है। एक बार जब उनके शरीर पकड़ लेते हैं और बाईं ओर भी चलना शुरू कर देते हैं, तो दुर्घटनाग्रस्त सनसनी समाप्त हो जाती है।

इसी तरह रोलर कोस्टर में, शरीर अभी भी नीचे की ओर बढ़ रहे हैं जब कोस्टर उन पर ऊपर की ओर धकेलना शुरू कर देता है। जब तक उनके शरीर कोस्टर के नए वेग से मेल नहीं खाते, उन्हें ऐसा लगता है कि उन्हें गाड़ियों के बाहर फेंका जा रहा है। उनके शरीर अभी भी गाड़ियों की ओर बढ़ रहे हैं क्योंकि गाड़ियाँ अब उनके शरीर की ओर बढ़ती हैं।

केन्द्राभिमुख बल किसी वृत्त में किसी वस्तु को गति करने की विधि का केवल एक भाग है। अन्य घटक है रेखीय वेग. एक वस्तु को गतिमान होना पड़ता है जब एक केन्द्राभिमुख बल अपनी गति के समकोण पर कार्य करता है ताकि वह एक वृत्त में गति कर सके।

एक स्ट्रिंग के अंत में एक गेंद पर विचार करें। किसी व्यक्ति को इसे अपने सिर के चारों ओर घुमाने के लिए, उन्हें पहले इसे कुछ क्षैतिज घटक (दूसरे शब्दों में, सीधे या स्वयं से दूर नहीं) के साथ टॉस देना होगा। व्यक्ति रस्सी को तना हुआ खींचता है, और गेंद बाहर उड़ने के बजाय उनका चक्कर लगाना शुरू कर देती है।

रस्सी पर गेंद को घूमते रहने के लिए दो चीजें होती रहती हैं: व्यक्ति को रस्सी को तना हुआ (उसे खींचकर) खींचते रहना चाहिए। तथा उन्हें गेंद की रैखिक गति को बनाए रखने के लिए मामूली क्षैतिज कुहनी जोड़ते रहना चाहिए, जो अन्यथा हवा के साथ घर्षण से धीमा हो जाएगा। (अंतरिक्ष में, हालांकि, व्यक्ति केवल सिखाई गई रस्सी को खींचने की जरूरत है क्योंकि वैक्यूम में घूमते समय गेंद अपने किसी भी रैखिक वेग को नहीं खोएगी।)

यदि गेंद हिल नहीं रही थी और व्यक्ति ने रस्सी को तना हुआ खींच लिया, तो गेंद केवल व्यक्ति की ओर अंदर की ओर जाएगी, न कि वृत्त की ओर। यदि गेंद सीधे व्यक्ति से बाहर जा रही थी, और वे रस्सी पर खींचे गए, तो पहले गेंद धीमी हो जाएगी, फिर दिशा बदल जाएगी और व्यक्ति की ओर वापस आ जाएगी, फिर से एक चक्र नहीं।

इन मामलों में, रस्सी के माध्यम से प्रेषित बल को एक अभिकेन्द्रीय बल कहने का भी कोई मतलब नहीं होगा। यह केवल गेंद पर तनाव का एक लागू बल है।

शब्द केंद्र की ओर जानेवाला किसी वस्तु के रैखिक वेग के लंबवत अभिनय करने वाले किसी भी बल का वर्णन करने का एक तरीका है। कई प्रकार की वस्तुएं या अंतःक्रियाएं अभिकेन्द्रीय बल प्रदान कर सकती हैं।

उदाहरण के लिए, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक सर्कल में कताई एक रस्सी इसके अंत में बंधी हुई वस्तु को अभिकेंद्रीय बल प्रदान करती है। एक मोड़ के चारों ओर घूमने वाली कार अपने टायरों और सड़क के बीच घर्षण से अभिकेन्द्रीय बल का अनुभव करती है। कक्षा में एक उपग्रह पृथ्वी के केंद्र की ओर एक अभिकेन्द्रीय बल प्रदान करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के कारण एक वृत्त में गतिमान रहता है।

इनमें से प्रत्येक स्थिति में, यदि अभिकेन्द्र बल के स्रोत को अचानक हटा दिया जाए, तो रस्सी, घर्षण या गुरुत्वाकर्षण, वस्तु एक वृत्त में गति करना बंद कर देगी। अधिक विशेष रूप से, यह उस सर्कल के स्पर्शरेखा पर उड़ जाएगा, जो भी रैखिक वेग था।

क्योंकि अभिकेन्द्र बल किसी वस्तु के वृत्ताकार पथ के केंद्र की ओर और अपकेन्द्रीय बल की ओर निर्देशित होता है इसका प्रतिकार करने के लिए मौजूद नहीं है, घुमावदार पथ में गतिमान वस्तु का अनुभव होना चाहिए a कुल बल सर्कल के केंद्र की ओर।

न्यूटन के दूसरे नियम से, एफ = मा, यह इस प्रकार है कि एक शुद्ध बल त्वरण का कारण बनता है। वास्तव में, वृत्त में गतिमान किसी भी वस्तु का त्वरण होता है, जिसे कहा जाता है केन्द्राभिमुख त्वरण, वृत्त के केंद्र की ओर।

यह काउंटर-सहज ज्ञान युक्त लग सकता है, यह देखते हुए कि एक त्वरण का अर्थ है एक बदलते वेग, फिर भी बहुत सी चीजें एक सर्कल में एक स्पष्ट रूप से स्थिर दर पर चलती हैं।

यहां यह याद रखने में मदद करता है कि वेग एक वेक्टर है, जिसमें परिमाण और दिशा दोनों हैं, और उन परिणामों में से किसी एक को एक नए वेग में बदलना है। जैसे ही कोई वस्तु एक वृत्त में चलती है, उसका रैखिक वेग और अभिकेन्द्रीय त्वरण दोनों लगातार दिशा बदल रहे हैं; पथ के किसी भी बिंदु पर, प्रत्येक वेक्टर के लिए तीर पथ के किसी अन्य बिंदु की तुलना में एक अलग तरीके से सामना करेंगे।

तो वस्तु traveling पर यात्रा करना जारी रखती है एक ही गति लेकिन लगातार बदलती दिशा के साथ। भौतिक विज्ञानी इसका वर्णन इस प्रकार करते हैं एकसमान वृत्तीय गति.

चूँकि अभिकेंद्री बल हमेशा किसी वस्तु के रैखिक वेग के लंबवत होता है, यह वस्तु के वृत्ताकार पथ की त्रिज्या का वर्णन करता है। इसलिए, जितना बड़ा अभिकेंद्री बल होगा, अंदर की ओर "टग" उतना ही कठिन होगा, वृत्त उतना ही छोटा या छोटा होगा, और अभिकेन्द्र बल जितना कम होगा, वृत्ताकार पथ उतना ही बड़ा होगा।

यह सहज रूप से समझ में आता है: गेंद को पकड़े हुए रस्सी पर खींचना, या एक वक्र लेना a बर्फ जैसी चिकनी सतह की तुलना में अधिक घर्षण वाली चिपचिपी सतह, दोनों के परिणामस्वरूप छोटे गोलाकार होंगे गति। बस याद रखें कि किसी भी स्थिति में वृत्तीय गति करने वाला एकमात्र बल है a आवक, अभिकेन्द्र बल. कोई भी केन्द्रापसारक बल कभी भी किसी वस्तु को "बाहर" वृत्त में धकेलता नहीं है।