forțele și inerția

forța centrifugă nu este o forță „reală” — tendința de a zbura spre exterior este observată deoarece obiectele care se mișcă în linie dreaptă tind să continue să se miște în linie dreaptă. Aceasta se numește inerție și face obiectele rezistente la forța care le face să se miște într-o curbă.

forța centripetă este o forță „reală”. Atrage obiectul spre centru și îl împiedică să „zboare”. Sursa forței centripete depinde de obiectul în cauză. Pentru sateliții aflați pe orbită, forța provine din gravitație. Dacă un obiect este învârtit pe o frânghie, forța centripetă este asigurată de tensiunea din frânghie, iar pentru un obiect care se rotește, forța este asigurată de stresul intern. Pentru o mașină care se deplasează de-a lungul unui arc, forța centripetă provine din frecarea dintre anvelopele auto și drum.

dacă un obiect se rotește corect, atât forțele centrifuge, cât și cele centripete vor fi egale, astfel încât obiectul nu se va deplasa spre centrul de rotație sau spre exterior. Acesta va menține o distanță constantă de centru.

direcție

direcția forței și vitezei centripete

forța centripetă este îndreptată spre interior, de la obiect la Centrul de rotație. Din punct de vedere tehnic, este direcționat ortogonal către viteza corpului, spre punctul fix al Centrului instantaneu de curbură al căii.

forța centrifugă este îndreptată spre exterior; în aceeași direcție cu viteza obiectului. Pentru mișcarea circulară, viteza în orice moment dat este la o tangentă la Arcul de mișcare.

Formula

ambele forțe sunt calculate folosind aceeași formulă:

unde ac este accelerația centripetă, m este masa obiectului, deplasându-se cu viteza v de-a lungul unei căi cu raza de curbură r.

Centrifugal vs. Exemple de forță centripetă

câteva exemple comune de forță centrifugă la locul de muncă sunt noroiul care zboară de pe o anvelopă și copiii simt o forță împingându-i spre exterior în timp ce se învârt pe un sens giratoriu.un exemplu major de forță centripetă este rotația sateliților în jurul unei planete.

Roller Coaster,an example of Centripetal force in action

A satellite orbiting the planet by applying the centripetal force.

ilustrația forței centripete (vectorul roșu etichetat FT, forța de tensiune din frânghie). Când frânghia este tăiată, forța centripetă (tensiunea din frânghie) nu va mai acționa asupra obiectului. Deci nu va mai fi păstrat în acea cale circulară de FT și va zbura pe o tangentă.

Aplicații

cunoașterea forțelor centrifuge și centripete pot fi aplicate la multe probleme de zi cu zi. De exemplu, este utilizat la proiectarea drumurilor pentru a preveni derapajul și pentru a îmbunătăți tracțiunea pe curbe și rampe de acces. De asemenea, a permis inventarea centrifugei, care separă particulele suspendate în fluid prin rotirea tuburilor de testare la viteze mari.