Ви, мабуть, відчували їзду по шосе, коли раптом дорога згинається вліво, і здається, що вас виштовхують праворуч, у зворотному напрямку кривої. Це звичайний приклад того, про що багато людей думають і називають "відцентровою силою". Цю "силу" помилково називають відцентровою силою, але насправді такого немає!
Не існує такої речі, як відцентрове прискорення
Об'єкти, що рухаються рівномірним круговим рухом, відчувають сили, які утримують об'єкт у ідеальному круговому русі, тобто сума сил спрямована всередину до центру. Окрема сила, така як натяг у струні, є прикладом доцентрової сили, але інші сили також можуть виконувати цю роль. Натяг струни призводить до доцентрової сили, яка спричинює рівномірний круговий рух. Ймовірно, це те, що ви хочете обчислити.
Давайте спочатку розберемося, що таке доцентрове прискорення і як його розрахувати, а також як розрахувати доцентрові сили. Тоді ми зможемо зрозуміти, чому немає відцентрової сили.
Поради
Відсутня відцентрова сила; якби там не було, не було б кругових рухів. Ви можете це легко побачити, якщо створити діаграму відцентрової сили, яка також включає відцентрову силу. Доцентрові сили спричиняють круговий рух і спрямовані до центру руху.
Швидкий підсумок
Щоб зрозуміти доцентрову силу та прискорення, може бути корисним згадати деякий словниковий запас. По-перше, швидкість - це вектор, який описує швидкість і напрямок руху об’єкта. Далі, якщо швидкість змінюється, або, іншими словами, швидкість або напрямок об’єкта змінюються як функція часу, він також має прискорення.
Приватним випадком двовимірного руху є рівномірний круговий рух, коли об’єкт рухається з постійною кутовою швидкістю навколо центральної нерухомої точки.
Зверніть увагу, ми говоримо, що об'єкт має константушвидкість, але нешвидкість, оскільки об’єкт постійно змінює напрямки. Отже, об’єкт має дві складові прискорення: тангенціальне прискорення, яке паралельне напрямку руху об’єкта, і доцентрове прискорення, яке є перпендикулярним.
Якщо рух рівномірний, величина тангенціального прискорення дорівнює нулю, а доцентрове прискорення має постійну, ненульову величину. Силою (або силами), що викликають доцентрове прискорення, є доцентрова сила, яка також спрямована всередину до центру.
Ця сила, що в перекладі з грецької означає "шукає центр", відповідає за обертання об'єкта рівномірним круговим шляхом навколо центру.
Розрахунок доцентрового прискорення та сил
Доцентрове прискорення об'єкта задається
a = \ frac {v ^ 2} {R}
деv- швидкість об'єкта іР.- радіус, на який він обертається. Однак виявляється, що кількість
F = ma = \ frac {mv ^ 2} {R}
насправді не є силою, але може бути використана, щоб допомогти вам зв’язати силу або сили, що спричиняють круговий рух, до доцентрового прискорення.
То чому немає відцентрової сили?
Давайте зробимо вигляд, що існувало таке поняття, як відцентрова сила, або сила, яка є рівною і протилежною до відцентрової сили. Якби це було так, дві сили скасували б одна одну, це означає, що об'єкт не рухався б по колу. Будь-які інші присутні сили можуть штовхнути об'єкт в якомусь іншому напрямку або по прямій лінії, але якби завжди була рівна і протилежна відцентрова сила, не було б кругового руху.
То як щодо відчуття, яке ви відчуваєте, коли об’їжджаєте криву на дорозі та в інших прикладах відцентрової сили? Ця "сила" насправді є результатом інерції: ваше тіло продовжує рухатися по прямій, а машина насправді штовхає вас навколо кривої, тому здається, що нас тиснуть у машину у протилежному напрямку крива.
Що насправді робить калькулятор відцентрових сил
Калькулятор відцентрової сили в основному приймає формулу доцентрового прискорення (яка описує реальне явище) і змінює напрямок сили, щоб описати видиму (але в кінцевому рахунку фіктивну) відцентрову сили. Насправді немає потреби робити це в більшості випадків, оскільки це не описує реальність фізичної ситуації, а лише очевидну ситуацію в неінерційній системі відліку (тобто, наприклад, з точки зору когось із салону автомобіля).