krafter och tröghet

centrifugalkraften är inte en ”riktig” kraft — tendensen att flyga utåt observeras eftersom föremål som rör sig i en rak linje tenderar att fortsätta att röra sig i en rak linje. Detta kallas tröghet, och det gör föremål resistenta mot kraften som får dem att röra sig i en kurva.

centripetalkraften är en ”riktig” kraft. Det lockar objektet mot mitten och förhindrar att det ”flyger ut”. Källan till centripetalkraften beror på objektet i fråga. För satelliter i omlopp kommer kraften från tyngdkraften. Om ett föremål svängs runt på ett rep, tillhandahålls centripetalkraften genom spänning i repet, och för ett snurrande föremål tillhandahålls kraften av inre spänning. För en bil som rör sig längs en båge kommer centripetalkraften från friktion mellan bildäcken och vägen.

om ett objekt roterar ordentligt kommer både centrifugal-och centripetalkrafterna att vara lika, så objektet kommer inte att röra sig mot rotationscentret eller utåt från det. Det kommer att hålla ett konstant avstånd från mitten.

riktning

centripetalkraftens riktning och hastighet

centripetalkraften riktas inåt, från objektet till rotationscentret. Tekniskt riktas den ortogonalt mot kroppens hastighet, mot den fasta punkten för banans momentana krökningscentrum.centrifugalkraften riktas utåt; i samma riktning som objektets hastighet. För cirkulär rörelse är hastigheten vid varje given tidpunkt vid en tangent till rörelsens båge.

formel

båda krafterna beräknas med samma formel:

där ac är centripetalaccelerationen, M är objektets massa, rör sig med hastighet v längs en bana med krökningsradie r.

Centrifugal vs. Centripetal Force exempel

några vanliga exempel på centrifugalkraft i arbetet är lera flyger från ett däck och barn känner en kraft som driver dem utåt medan spinning på en rondell.

ett viktigt exempel på centripetalkraft är rotationen av satelliter runt en planet.

Roller Coaster,an example of Centripetal force in action

A satellite orbiting the planet by applying the centripetal force.

Illustration av centripetalkraft (röd vektor märkt FT, spänningskraften i repet). När repet skärs kommer centripetalkraften (spänning i repet) inte längre att fungera på objektet. Så det kommer inte längre att hållas i den cirkulära vägen med FT och kommer att flyga av på en tangent.

applikationer

kunskap om centrifugal-och centripetalkrafter kan tillämpas på många vardagliga problem. Till exempel används den vid utformning av vägar för att förhindra glidning och förbättra dragkraft på kurvor och åtkomstramper. Det tillät också uppfinningen av centrifugen, som separerar partiklar suspenderade i vätska genom att snurra provrör vid höga hastigheter.