Centrifugális erő (Latinul jelentve a "középpont menekülését") egy objektum hajlamosságát írja le egy íves utat követve, kifelé, a görbe középpontjától távolabb. Ez nem igazán erő; tehetetlenségből származik - egy tárgy hajlama ellenállni a nyugalmi vagy mozgási állapotának bármilyen változása ellen. Centripetális erő egy igazi olyan erő, amely ellensúlyozza a centrifugális erőt és megakadályozza a tárgy "repülését", ehelyett egyforma sebességgel mozogva egy körkörös úton.
Centrifugális erő | Centripetális erő | |
---|---|---|
Jelentés | Egy objektum hajlama egy íves utat követve, hogy elrepüljön a görbület központjától. Leírható úgy, mint „a centripetalis erő hiánya”. | Az az erő, amely egy tárgyat egy kör sebességgel egyenletes sebességgel tart. |
Irány | A kör sugara mentén, a közepétől az objektum felé. | A kör sugara mentén, az objektumtól a középpont felé. |
Példa | Sár repül le a gumiabroncsról; a gyerekeket egy körforgalomon tolta ki. | Műholdas bolygó körül keringő |
Képlet | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
Meghatározta | Chistiaan Hygens 1659-ben | Isaac Newton 1684-ben |
Valódi erő?? | Nem; A centrifugális erő a mozgás tehetetlensége. | Igen; a centripetal erő megakadályozza, hogy az objektum "kifújjon". |
A centrifugális erő nem „valódi” erő - megfigyelhető a kifelé hajló hajlam, mert az egyenes vonalban mozgó tárgyak hajlamosak továbbra is egyenes vonalban mozogni. Ezt tehetetlenségnek nevezik, és ellenálló képessé teszi a tárgyakat az erõvel szemben, amely miatt egy kanyarban elmozdulnak.
A centripetal erő "valódi" erő. Vonzza az objektumot a központ felé, és megakadályozza, hogy "repüljön". A centripetal erő forrása a kérdéses tárgytól függ. A pályára kerülő műholdak számára az erő a gravitációból származik. Ha egy tárgyat körbeforgatnak egy kötélen, akkor a centripetalális erőt a kötél feszítése biztosítja, és a forgó tárgy esetében az erőt belső feszültség biztosítja. Egy ív mentén mozgó autó esetén a centripetális erő az autó gumiabroncsai és az út közötti súrlódásból származik.
Ha egy tárgy megfelelően forog, akkor a centrifugális és a centripetal erő is egyenlő lesz, tehát a tárgy nem mozog a forgás középpontja felé vagy kifelé. Fenntartja a távolságot a központtól.
A centripetális erő befelé, az objektumtól a forgás középpontjáig van irányítva. Technikai szempontból a test sebességére merőlegesen, az út görbületének pillanatnyi görbületének rögzített pontja felé irányul.
A centrifugális erő kifelé irányul; ugyanabba az irányba, mint a tárgy sebessége. Körkörös mozgás esetén a sebesség egy adott időpontban a mozgási ív érintője.
Mindkét erő kiszámítása ugyanazon képlet alapján történik:
hol egyc a centripetalális gyorsulás, m a tárgy tömege, sebességgel haladva v egy görbületi sugarat tartalmazó út mentén r.
A munka során alkalmazott centrifugális erő néhány általános példája: a sár repül le a gumiabroncsról, és a gyermekek erőt éreznek, amely kinyomja őket, miközben a körforgáson forog..
A centripetalális erő egyik fő példája a műholdak forgása egy bolygó körül.
Hullámvasút, egy példa a Centripetal erőinek működésében A bolygó körül keringő műhold a centripetalális erő alkalmazásával. A centripetalális erő illusztrációja (piros vektor, FT, a kötél feszültségének erővel). A kötél vágásakor a centripetalális erő (a kötél feszültsége) már nem hat a tárgyra. Tehát az FT már nem tartja abban a körös úton, és érintőjén repül ki.A centrifugális és centripetal erők ismerete sok mindennapi probléma megoldására alkalmazható. Például az utak tervezésekor használják a csúszás megakadályozására és a görbék és a belépési rámpák tapadásának javítására. Ezenkívül lehetővé tette a centrifuga feltalálását, amely nagy sebességgel a kémcsövek centrifugálásával elválasztja a folyadékban szuszpendált részecskéket.