आपने शायद हाईवे पर गाड़ी चलाने का अनुभव किया है, जब अचानक सड़क बाईं ओर मुड़ जाती है और ऐसा महसूस होता है कि आपको वक्र की विपरीत दिशा में दाईं ओर धकेला जा रहा है। यह एक सामान्य उदाहरण है जिसे बहुत से लोग "केन्द्रापसारक बल" के रूप में सोचते हैं और कहते हैं। इस "बल" को गलती से केन्द्रापसारक बल कहा जाता है, लेकिन वास्तव में ऐसा कुछ नहीं है!
केन्द्रापसारक त्वरण जैसी कोई चीज नहीं है
एक समान वृत्तीय गति में गतिमान वस्तुएँ उन बलों का अनुभव करती हैं जो वस्तु को पूर्ण वृत्तीय गति में रखते हैं, अर्थात बलों का योग केंद्र की ओर अंदर की ओर निर्देशित होता है। एक एकल बल जैसे कि एक स्ट्रिंग में तनाव अभिकेंद्री बल का एक उदाहरण है, लेकिन अन्य बल भी इस भूमिका को भर सकते हैं। डोरी में तनाव के परिणामस्वरूप अभिकेन्द्रीय बल उत्पन्न होता है, जो एकसमान वृत्तीय गति का कारण बनता है। संभवतः, यही आप गणना करना चाहते हैं।
आइए पहले देखें कि अभिकेंद्रीय त्वरण क्या है और इसकी गणना कैसे करें, साथ ही अभिकेन्द्रीय बलों की गणना कैसे करें। तब हम यह समझ पाएंगे कि अपकेन्द्री बल क्यों नहीं है।
टिप्स
कोई केन्द्रापसारक बल नहीं है; अगर होता तो सर्कुलर मोशन नहीं होता। आप इसे आसानी से देख सकते हैं यदि आप एक केन्द्रापसारक बल आरेख बनाते हैं जिसमें अभिकेन्द्र बल भी शामिल है। अभिकेंद्री बल वृत्तीय गति का कारण बनते हैं, और गति के केंद्र की ओर निर्देशित होते हैं।
एक त्वरित पुनर्कथन
अभिकेन्द्र बल और त्वरण को समझने के लिए कुछ शब्दावली याद रखना सहायक हो सकता है। सबसे पहले, वेग एक वेक्टर है जो किसी वस्तु के लिए गति की गति और दिशा का वर्णन करता है। अगला, यदि वेग बदल रहा है, या दूसरे शब्दों में वस्तु की गति या दिशा समय के कार्य के रूप में बदल रही है, तो इसका त्वरण भी होता है।
द्वि-आयामी गति का एक विशेष मामला एकसमान वृत्तीय गति है, जिसमें एक वस्तु एक केंद्रीय, स्थिर बिंदु के चारों ओर निरंतर कोणीय गति से घूम रही है।
ध्यान दें कि हम कहते हैं कि वस्तु का एक स्थिरांक हैस्पीड, लेकिन नहींवेग, क्योंकि वस्तु लगातार दिशा बदलती है। इसलिए, वस्तु में त्वरण के दो घटक होते हैं: स्पर्शरेखा त्वरण जो वस्तु की गति की दिशा के समानांतर होता है, और अभिकेंद्री त्वरण जो लंबवत होता है।
यदि गति एक समान है, तो स्पर्शरेखा त्वरण का परिमाण शून्य है, और अभिकेन्द्रीय त्वरण में एक स्थिर, गैर-शून्य परिमाण होता है। बल (या बल) जो अभिकेन्द्रीय त्वरण का कारण बनता है, अभिकेन्द्रीय बल है, जो केंद्र की ओर भी अंदर की ओर इंगित करता है।
ग्रीक अर्थ "केंद्र की तलाश" से यह बल, केंद्र के चारों ओर एक समान गोलाकार पथ में वस्तु के घूर्णन के लिए ज़िम्मेदार है।
अभिकेन्द्र त्वरण और बलों की गणना
किसी वस्तु का अभिकेन्द्र त्वरण किसके द्वारा दिया जाता है?
a=\frac{v^2}{R}
कहां हैवीवस्तु की गति है औरआरवह त्रिज्या है जिस पर वह घूम रहा है। हालांकि, यह पता चला है कि मात्रा
F=ma=\frac{mv^2}{R}
वास्तव में एक बल नहीं है, लेकिन इसका उपयोग आपको उस बल या बलों को जोड़ने में मदद करने के लिए किया जा सकता है जो वृत्ताकार गति को जन्म देते हैं, अभिकेन्द्र त्वरण के लिए।
तो कोई केन्द्रापसारक बल क्यों नहीं है?
आइए मान लें कि केन्द्रापसारक बल जैसी कोई चीज थी, या एक बल जो केन्द्राभिमुख बल के बराबर और विपरीत है। यदि ऐसा होता, तो दोनों बल एक-दूसरे को रद्द कर देते, जिसका अर्थ है कि वस्तु एक वृत्ताकार पथ में नहीं चलती। मौजूद कोई अन्य बल वस्तु को किसी अन्य दिशा में या एक सीधी रेखा में धकेल सकते हैं, लेकिन यदि हमेशा एक समान और विपरीत केन्द्रापसारक बल होता, तो कोई गोलाकार गति नहीं होती।
तो जब आप सड़क पर एक वक्र के चारों ओर घूमते हैं और अन्य केन्द्रापसारक बल के उदाहरणों में आपको कैसा महसूस होता है? यह "बल" वास्तव में जड़ता का परिणाम है: आप शरीर एक सीधी रेखा में चलते रहते हैं, और कार वास्तव में आपको वक्र के चारों ओर धकेलता है, इसलिए ऐसा लगता है कि हम कार में विपरीत दिशा में दब रहे हैं वक्र।
एक केन्द्रापसारक बल कैलकुलेटर वास्तव में क्या करता है
एक केन्द्रापसारक बल कैलकुलेटर मूल रूप से अभिकेन्द्र त्वरण के लिए सूत्र लेता है (जो एक वास्तविक. का वर्णन करता है) घटना) और बल की दिशा को उलट देता है, स्पष्ट (लेकिन अंततः काल्पनिक) केन्द्रापसारक का वर्णन करने के लिए बल। ज्यादातर मामलों में ऐसा करने की वास्तव में कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि यह भौतिक स्थिति की वास्तविकता का वर्णन नहीं करता है, केवल एक गैर-जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में स्पष्ट स्थिति (i, e. टर्निंग कार के अंदर किसी के नजरिए से)।