krachten en traagheid

de centrifugale kracht is geen “reële” kracht-de neiging om naar buiten te vliegen wordt waargenomen omdat objecten die zich in een rechte lijn bewegen de neiging hebben om zich in een rechte lijn voort te bewegen. Dit wordt inertie genoemd, en het maakt objecten bestand tegen de kracht die hen in een kromme doet bewegen.

de centripetale kracht is een “reële” kracht. Het trekt het object naar het centrum en voorkomt dat het “uitvliegt”. De bron van de centripetale kracht hangt af van het object in kwestie. Voor satellieten in een baan komt de kracht van de zwaartekracht. Als een voorwerp aan een touw wordt gedraaid, wordt de middelpuntzoekende kracht geleverd door spanning in het touw, en voor een draaiend voorwerp wordt de kracht geleverd door inwendige stress. Voor een auto die langs een boog beweegt, komt de centripetale kracht van wrijving tussen de autobanden en de weg.

als een object goed roteert, zullen zowel de centrifugale als de centripetale krachten gelijk zijn, zodat het object niet naar het centrum van rotatie of naar buiten beweegt. Het zal een constante afstand van het centrum te handhaven.

richting

richting van de centripetale kracht en snelheid

de centripetale kracht wordt naar binnen gericht, van het object naar het draaipunt. Technisch gezien is het orthogonaal gericht op de snelheid van het lichaam, naar het vaste punt van het momentane krommingscentrum van het pad.

de centrifugale kracht is naar buiten gericht; in dezelfde richting als de snelheid van het object. Voor cirkelvormige beweging is de snelheid op een bepaald punt in de tijd op een raakpunt aan de bewegingsboog.

formule

beide krachten worden berekend met dezelfde formule:

waarbij ac de centripetale versnelling is, m de massa van het object, bewegend met snelheid v langs een pad met kromtestraal r.

centrifugaal vs. Voorbeelden van centripetale kracht

enkele veel voorkomende voorbeelden van centrifugale kracht op het werk zijn modder die van een band vliegt en kinderen die een kracht voelen die hen naar buiten duwt terwijl ze op een rotonde draaien.

een belangrijk voorbeeld van centripetale kracht is de rotatie van satellieten rond een planeet.

Roller Coaster,an example of Centripetal force in action

A satellite orbiting the planet by applying the centripetal force.

illustratie van de centripetale kracht (rode Vector aangeduid met FT, de kracht van de spanning in het touw). Wanneer het touw wordt doorgesneden, zal de centripetale kracht (spanning in het touw) niet langer op het object inwerken. Dus het zal niet langer in dat cirkelvormige pad worden gehouden door FT en zal wegvliegen op een raaklijn.

toepassingen

kennis van centrifugale en centripetale krachten kan worden toegepast op veel dagelijkse problemen. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het ontwerpen van wegen om slippen te voorkomen en de tractie op bochten en opritten te verbeteren. Het maakte ook de uitvinding van de centrifuge mogelijk, die deeltjes die in vloeistof zweven scheidt door reageerbuisjes bij hoge snelheden te draaien.