Hlavná veda

Fyzika odstredivých síl

Fyzika odstredivých síl
Fyzika odstredivých síl

Video: Účinky dostredivej sily a následne reakčná odstredivá sila. 2024, Smieť

Video: Účinky dostredivej sily a následne reakčná odstredivá sila. 2024, Smieť
Anonim

Odstredivá sila, fiktívna sila, charakteristická pre časticu pohybujúcu sa po kruhovej dráhe, ktorá má rovnakú veľkosť a rozmery ako sila, ktorá udržuje časticu na svojej kruhovej dráhe (centripetálna sila), ale ukazuje opačným smerom.

mechanika: Odstredivá sila

Podľa princípu galilejskej relativity, ak Newtonove zákony platia v akomkoľvek referenčnom rámci, platí to aj v akomkoľvek inom rámci

Kameň točiaci sa v horizontálnej rovine na konci povrazu priviazaného k stĺpiku na zemi neustále mení smer svojej rýchlosti, a preto má zrýchlenie smerom k stĺpiku. Toto zrýchlenie sa rovná štvorcu jeho rýchlosti vydelenému dĺžkou reťazca. Podľa druhého Newtonovho zákona je zrýchlenie spôsobené silou, ktorá je v tomto prípade napätím v strunách. Ak sa kameň pohybuje konštantnou rýchlosťou a gravitácia sa zanedbáva, jedinou silou pôsobiacou na kameň je napätie smerujúce dovnútra. Ak sa šnúra zlomí, kameň z dôvodu zotrvačnosti bude pokračovať v priamej línii dotýkajúcej sa jeho predchádzajúcej kruhovej dráhy; nepohybuje sa smerom von, ako by to bolo, keby boli odstredivé sily skutočné.

Aj keď to podľa Newtonových zákonov nie je skutočná sila, koncept odstredivej sily je užitočný. Napríklad pri analýze chovania tekutiny v odlučovači krému alebo odstredivke je vhodné študovať chovanie tekutiny relatívne k rotujúcemu kontajneru skôr ako voči Zemi; a aby sa Newtonove zákony vzťahovali na taký rotujúci referenčný rámec, musia byť do rovníc pohybu zahrnuté zotrvačná sila alebo fiktívna sila (odstredivá sila), ktorá je rovnaká a je v protiklade so stredovou silou. V referenčnom rámci pripevnenom na vírivý kameň je kameň v pokoji; na získanie vyváženého silového systému musí byť zahrnutá odstredivá sila pôsobiaca smerom von.

Odstredivá sila sa môže zvýšiť buď zvýšením rýchlosti otáčania alebo hmotnosti telesa alebo znížením polomeru, čo je vzdialenosť telesa od stredu krivky. Zvýšenie hmotnosti alebo zníženie polomeru zvyšuje odstredivú silu v priamom alebo nepriamom pomere, ale zvýšenie rýchlosti otáčania ju zvyšuje úmerne so štvorcom rýchlosti; to znamená 10-násobné zvýšenie rýchlosti, napríklad 10 až 100 otáčok za minútu, zvyšuje odstredivú silu o faktor 100. Odstredivá sila je vyjadrená ako násobok g, symbol normálnej gravitačnej sily (prísne vzaté, zrýchlenie spôsobené gravitáciou). V laboratóriu sa vyrábajú odstredivé polia s hmotnosťou viac ako 1 000 000 000 g pomocou zariadení nazývaných odstredivky.