თქვენ ალბათ გქონიათ ავტომაგისტრალზე სიარული, როდესაც მოულოდნელად გზის მოსახვევში მარცხნივ მიდის და იგრძნობა, რომ მარჯვენა მხრიდან, მოსახვევის საპირისპირო მიმართულებით გიბიძგებენ. ეს არის ჩვეულებრივი მაგალითი იმისა, რასაც ბევრი ფიქრობს და "ცენტრიდანულ ძალას" უწოდებს. ამ "ძალას" შეცდომით უწოდებენ ცენტრიდანულ ძალას, მაგრამ სინამდვილეში ასეთი რამ არ არსებობს!
არ არსებობს ისეთი რამ, როგორიცაა ცენტრიდანული დაჩქარება
ობიექტები, რომლებიც მოძრაობენ ერთიანი წრიული მოძრაობით, განიცდიან ძალებს, რომლებიც ობიექტს სრულყოფილ წრიულ მოძრაობაში ინარჩუნებენ, რაც ნიშნავს, რომ ძალების ჯამი მიმართულია ცენტრისკენ. ერთი ძალა, როგორიცაა სტრიქონში დაძაბულობა, არის ცენტრიდანული ძალის მაგალითი, მაგრამ ამ როლის შესრულება სხვა ძალებსაც შეუძლიათ. სტრიქონში დაძაბულობა იწვევს ცენტრიდანულ ძალას, რაც იწვევს ერთგვაროვან წრიულ მოძრაობას. სავარაუდოდ, სწორედ ამის გამოთვლა გსურთ.
მოდით ჯერ გავიაროთ რა არის ცენტრიდანული აჩქარება და როგორ გამოვთვალოთ იგი, ასევე როგორ გამოვთვალოთ ცენტრიდანული ძალები. ამის შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ, რატომ არ არის ცენტრიდანული ძალა.
Რჩევები
არ არსებობს ცენტრიდანული ძალა; რომ არ არსებობდეს წრიული მოძრაობა. ამის დანახვა მარტივად შეგიძლიათ, თუ შექმნით ცენტრიდანული ძალის დიაგრამას, რომელიც ასევე მოიცავს ცენტრიდანულ ძალას. ცენტრიდანული ძალები იწვევს წრიულ მოძრაობას და მიმართულია მოძრაობის ცენტრისკენ.
სწრაფი რეპლიკა
ცენტრიდანული ძალისა და აჩქარების გასაგებად, შეიძლება სასარგებლო იყოს ზოგიერთი ლექსიკის დამახსოვრება. პირველი, სიჩქარე არის ვექტორი, რომელიც აღწერს ობიექტის მოძრაობის სიჩქარეს და მიმართულებას. შემდეგი, თუ სიჩქარე იცვლება, ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ობიექტის სიჩქარე ან მიმართულება იცვლება, როგორც დროის ფუნქცია, მას ასევე აქვს დაჩქარება.
ორგანზომილებიანი მოძრაობის განსაკუთრებული შემთხვევაა ერთგვაროვანი წრიული მოძრაობა, რომელშიც ობიექტი მუდმივი კუთხოვანი სიჩქარით მოძრაობს ცენტრალური, სტაციონარული წერტილის გარშემო.
გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენ ვამბობთ, რომ ობიექტს აქვს მუდმივისიჩქარემაგრამ არასიჩქარე, რადგან ობიექტი მუდმივად ცვლის მიმართულებებს. მაშასადამე, ობიექტს აქვს აჩქარების ორი კომპონენტი: ტანგენციალური აჩქარება, რომელიც პარალელურია ობიექტის მოძრაობის მიმართულებით და ცენტრიდანული დაჩქარება, რომელიც არის პერპენდიკულარული.
თუ მოძრაობა ერთგვაროვანია, ტანგენციალური აჩქარების სიდიდე ნულოვანია, ხოლო ცენტრიდანულ აჩქარებას აქვს მუდმივი, არა ნულოვანი სიდიდე. ცენტრი (ან ძალები), რომლებიც იწვევს ცენტრიდანულ აჩქარებას, არის ცენტრიდანული ძალა, რომელიც ასევე მიმართულია ცენტრისკენ.
ეს ძალა, ბერძნულიდან ”ცენტრის ძებნა”, პასუხისმგებელია ობიექტის ბრუნვაზე ცენტრის გარშემო ერთგვაროვან წრიულ გზაზე.
ცენტრიდანული აჩქარების და ძალების გაანგარიშება
ობიექტის ცენტრიდანული აჩქარება მოცემულია იმით
a = \ frac {v ^ 2} {R}
სადვარის ობიექტის სიჩქარე დარარის რადიუსი, რომელზეც ის ბრუნავს. ამასთან, გამოდის, რომ რაოდენობა
F = ma = \ frac {mv ^ 2} {R}
ეს ნამდვილად არ არის ძალა, მაგრამ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმისთვის, რომ დააკავშიროთ ძალა ან ძალები, რომლებიც წარმოქმნიან წრიულ მოძრაობას და ცენტრიდანულ აჩქარებას.
რატომ არ არის ცენტრიდანული ძალა?
მოდით ვითამაშოთ, რომ არსებობდა ასეთი რამ: ცენტრიდანული ძალა, ან ძალა, რომელიც ტოლია და საწინააღმდეგოა ცენტრიდანული ძალისა. რომ ასე ყოფილიყო, ორი ძალა გააუქმებდნენ ერთმანეთს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ობიექტი არ მოძრაობდა წრიული გზით. ნებისმიერი სხვა ძალების არსებობა შეიძლება ობიექტს სხვა მიმართულებით ან სწორი ხაზით უბიძგებს, მაგრამ თუ ყოველთვის იყო თანაბარი და საპირისპირო ცენტრიდანული ძალა, წრიული მოძრაობა არ იქნებოდა.
რას იტყვით იმ შეგრძნებაზე, რომელსაც გრძნობთ მოსახვევში გზაზე და სხვა ცენტრიდანული ძალის მაგალითებში? ეს "ძალა" სინამდვილეში ინერციის შედეგია: თქვენ სხეული განაგრძობს მოძრაობას სწორი ხაზით, ხოლო მანქანა რეალურად მოსახვევში გიბიძგებთ, ასე რომ იგრძნობა რომ მანქანაში საპირისპირო მიმართულებით ვიჭერთ მანქანას მრუდი
სინამდვილეში რას აკეთებს ცენტრიდანული ძალის კალკულატორი
ცენტრიდანული ძალის კალკულატორი ძირითადად იღებს ცენტრიდანული აჩქარების ფორმულას (რომელიც აღწერს რეალურს ფენომენი) და შეცვლის ძალის მიმართულებას, აშკარა (მაგრამ საბოლოოდ გამოგონილი) ცენტრიდანული აღსაწერად ძალა. ამის გაკეთება უმეტეს შემთხვევაში საჭირო არ არის, რადგან იგი არ აღწერს ფიზიკური სიტუაციის რეალობას, მხოლოდ აშკარა სიტუაციას წარმოადგენს არაინერციული მითითების ჩარჩოში (i, e. E. მობრუნებული მანქანის შიგნით ვიღაცის პერსპექტივიდან).