Вращательное движение тела: принцип гироскопа, центробежная и центростремительная силы

Гравитация и центробежная сила.В начале 21 века становиться понятным, что теория элементарных частиц зашла в тупик. И особенно это стало ясно после открытия, так называемого, бозона Хиггса. Стандартная модель стала тормозом в развитии физики. Искусственно введённые слабые и сильные взаимодействия оказались настолько ошибочными, что не выдерживают не какой критики со всеми кварками, глюонами, виртуальными бозонами, конфайнментом. Очень уж загадочно кварки взаимодействуют??? Теория гравитации в том виде, в каком существует, так же не отвечает известным законам физики. Частицы гравитоны не обнаружены, гравитационные волны не обнаружены, согласно силы взаимодействия двух масс, они должны притягиваться друг к другу и двигаться по прямой, но планеты ведут себя совершенно по другому. Не случайно в учебниках физики не найдёте расчётов гравитационных сил между Солнцем и планетами. Вы только рассчитайте силу взаимодействия между Солнцем и Землёй и всё поймёте, насколько она велика, но тем не менее Земля остаётся на своей орбите. А если рассчитать гравитационные силы на Луну, когда она находиться между Солнцем и Землёй, Когда Луна находиться сбоку Земли, или когда она находиться за Землёй, то не понятно, как она вообще вращается. Теория гравитации не объясняет третью силу, почему планеты двигаются по орбите. Если допустить, что центростремительная сила — это гравитационная сила, которая уравновешивает центростремительную силу, то где та сила, которая заставляет планеты двигаться вокруг Солнца, а спутники — луны вокруг планет. То есть первоначально совершать движение по прямой и всё время его поддерживать. Если мы вращаем мяч на нитке, то его надо не просто удерживать на нитке, а ещё и крутить, если мы не будем крутить, то мяч просто повиснет на нитке. Но крутить можно через жёсткие спицы. Где сила, заставляющая планету двигаться, а гравитация (нитка) будет её только удерживать. На эти вопросы теория гравитации не отвечает. Но давайте перейдём к формулам и расчётам. Величина центростремительной силы равна произведению массы тела на квадрат линейной скорости, делённой на радиус. F = (mv^2)/RЦентростремительная сила равна центробежной, а центробежная равна гравитационной. Но расчёты показывают совсем иное.Центростремительной силы и центростремительного ускорения нет и это факт, который легко доказывается. Вся ошибка заключается в том, что существует подмена понятий. Рассмотрим статью «Центростремительная сила» в Википедии. Где написано: «Центростремительная сила F поворачивает тело массой m, движущееся со скоростью V вокруг точки О по круговой траектории радиуса r.” Допустим, что центростремительная сила F существует, то даже в этом случае она не может поворачивать тело вокруг точки по круговой траектории, так как у этой силы нет плеча. В Википедии в разделе физический смысл: «Если обратить внимание на поворот траектории тела, можно выделитьускорение, перпендикулярное скорости. Именно это ускорение изменяет направление движения тела, поворачивая траекторию …» «В случае установившегося (то есть при постоянной угловой скорости) движения тела по круговой траектории за счёт единственной силы, действующей в направлении центра вращения (например, силы натяжения нити, связывающей тело с центром, или при движении по круговой орбите в поле силы гравитации), вся эта сила является центростремительной. Она направлена перпендикулярно к вектору скорости, работы за полный круг не совершает, кинетическая энергия тела не изменяется. Такое движение может продолжаться неограниченно долго.» Какой парадокс? Вот Вам вечный двигатель, сила натяжения нити вызывает центростремительное ускорение, которое образует центростремительную силу, которая поворачивает тело вокруг оси неограниченно долго. Отсюда вывод: основной элемент вечного двигателя — это нить. А кошмар заключается в том, что вся эта тема проходит через все учебники. А разве сила натяжения нити не говорит о том, что на тело действует не центростремительная сила, а центробежная, а сила натяжения нити является только реакцией опоры от действия центробежной силы. Как — то всё просто получается, пока есть нить существует центростремительная сила, переходя в планетарные масштабы, заменяем нить на гравитацию, но если гравитация удерживает планеты, как нить, то тут же возникает центростремительная сила, которая заменяет гравитацию. А если появляется центростремительная сила, то пропадает гравитационная сила, или они делятся взаимодействием. Вот это и есть полная чушь. То что нет центростремительного ускорения и центростремительной силы можно убедиться на опытах. В аттракционах есть горизонтальное колесо, где участники становятся в вертикальные полу цилиндры спиной, а спереди от центра их страхуют застегивая свободно цепочку. Колесо начинают вращать, и по мере увеличения оборотов, центробежная сила прижимает участников в этих полу цилиндрах. Колесо разгоняют до определённых оборотов, выдерживают некоторое время, а затем медленно снижают обороты до полной остановки. И не в какой момент не возникает центростремительной силы, не в момент ускорения вращения колеса, не во время его равномерного движения, не в момент замедления вращения.Центростремительной силы нет, а чем опора в полу цилиндрах хуже опоры на нить? Проведём опыт. Возьмём горизонтальное колесо со спицами и на спицы оденем одинаковые шарики с отверстиями посередине свободно перемещающиеся по спицам. Расставим шарики на разных расстояниях от центра и будем крутить колесо постепенно набирая обороты. Мы увидим, как шарики последовательно перемещаются к ободу колеса и остаются на всё время вращения прижатыми к ободу. Первым прижмётся шарик, находящийся ближе к ободу, а последним находящийся ближе к оси вращения. Прокрутив колесо, остановим его и все шарики остались прижатыми к ободу. Продолжим опыт. На один из шариков оденем пружину и закрепим её свободным концом на оси. При определённых оборотах, когда свободные шарики прижимаются к ободу, шарик на пружине продолжает оставаться на месте. При увеличении оборотов шарик начинает растягивать пружину и чем больше оборотов в единицу времени, тем больше он её растягивает. То есть при вращении тела по окружности появляется центробежная сила, которую можно замерить в зависимости от скорости вращения колеса. Вывод. Вращающееся колесо создаёт центробежную силу, а не центробежная сила и не реакция на опору создаёт вращение колеса. Это тоже можно доказать. Колесо стоит неподвижно. Перемещаем шарик с пружиной до обода и отпускаем его, не какого импульса вращения не появляется. Проделаем другой опыт. На горизонтальный диск устанавливаем гирю и начинаем диск вращать. Гиря за счёт сил трения сцепления стоит на диске до определённых оборотов. Но вот при определённых оборотах она улетает с диска. Привязываем эту гирю ниткой, соединив её с осью и устанавливаем на диске, так чтобы нитка была натянута. Вращаем диск и при определённых оборотах гиря начинает скользить по диску, отставая от него, а нитка начинает наматываться на ось диска, притягивая гирю к оси. Если попробовать раскрутить гирю за нить, пытаясь вращать вокруг оси, то не чего не получиться, необходимо эту ось перемещать по окружности, а затем резко сократить радиус перемещения и чтобы поддерживать вращение гири по окружности, надо постоянно менять радиус перемещения оси. То есть нужна сила и плечо, для вращения гири на нити. Выводы. Эти опыты показывают, что гравитация или сумма сил удерживающих планеты на орбитах существует, но гравитация или сумма сил, удерживающих планеты на орбите, не вращают планеты вокруг Солнца, нужна независимая сила вращения планет. Но такая сила возникает, если Солнце перемещается по изменяющейся орбите, то есть переходит с орбиты одного радиуса на орбиту другого радиуса. И тогда за счёт гравитации или суммы сил появляется сила вращения планет. Что такое сумма сил взаимодействия, которая сравнивается с центробежной силой. К сумме сил взаимодействия относятся все силы действующие на объекты: гравитационная сила, которая всегда притягивает объекты плюс или минус электрические силы, плюс или минус магнитные силы, плюс или минус давление потока частиц. Не одну из сил нельзя сбрасывать со счетов. Солнце и каждая планета имеют свой электрический потенциал, который изменяется от среднего значения в ту или другую сторону. Но то что солнце и планеты имеют свой электрический потенциал это очевидно. Солнце имеет плазму, то есть положительные и отрицательные частицы. Плазма перемещается и создаются дополнительные магнитные поля, которые мы наблюдаем в виде петель при выбросе плазмы в околосолнечное пространство. Постоянно выбрасывается большее или меньшее количество положительных и отрицательных частиц. Частицы попадая на планеты несут им заряд. Планеты разные по площади, да и заряды от выбросов до них доходят разные. У планет есть разные атмосферы, как по степени разряжения, так и по составу. Рассмотрим Землю. Атмосфера Земли постоянно ионизируется, возникают электрические заряды и происходит разряд в виде молний, чаще направленный в сторону Земли. Так как каждая планета и Солнце имеет свой электрический потенциал, то при разных по знаку потенциалах объекты притягиваются, а при одинаковых по знаку потенциалах объекты отталкиваются. Солнце и некоторые планеты имеют магнитные полюса. При наличии магнитных полюсов происходит также взаимодействие между объектами. При постоянных изменениях потенциалов и магнитных полей, кроме стационарных сил взаимодействия появляются переменные электромагнитные силы взаимодействия. Кроме этого поток частиц из Космоса и от Солнца оказывает давление на поверхность объектов, что заставляет объекты перемещаться. Давление на планеты так же разное с разных сторон и при попадании в тень того или иного объекта. Как видим гравитационная сила воздействующая на объекты это не единственная сила, но тем не менее, учитывать необходимо все силы взаимодействия в комплексе, и только тогда приблизимся к раскрытию тайны гравитационной силы. Задача усложняется в порядка раз, но если не учитывать эти силы, значит остановиться в познании и искать ложную силу, называя её гравитационной. Или мы под гравитацией подразумеваем все силы, но тогда мы не сможем установить действие каждой силы, и в этом случае разумнее определять центробежную силу. Рассмотрим три варианта взаимодействия между объектами.Первый вариант, — это когда сумма сил взаимодействия между объектами и центробежная сила равны. Этот вариант рассмотрим на примере Солнца и планет солнечной системы. Этот вариант обеспечивает вращение планет солнечной системы по стационарным орбитам. Второй и третий варианты рассмотрим на примере галактик.Второй вариант, когда сумма сил взаимодействия меньше центробежной силы объектов вращения, то объекты вращения удаляются от центра, образуя спиральные рукава, галактики, концы которых направлены в сторону вращения объектов. Ко второму варианту, так же можно отнести вращение Луны вокруг Земли. Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки. Земля вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. Луна вращается вокруг Земли против часовой стрелки и при этом удаляется от Земли в год примерно на 4 см. Следовательно сумма сил взаимодействия Земли и Луны меньше центробежной силы, а следовательно спираль удаления Луны направлена против часовой стрелки.Третий вариант. Сумма сил взаимодействия объектов больше центробежной силы, следовательно объекты будут сближаться между собой, образуя спиральные рукава, концы которых направлены в противоположную сторону вращения объектов. Гравитационная сила взаимодействия Солнца и планет, планет и спутников вращает планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет, если Солнце и планеты вращаются вокруг своей оси перемещаясь по окружностям с разным радиусом, то есть совершают колебательные движения возле оси вращения. При этом центробежная сила планет и спутников уравновешивается гравитационной силой при отсутствии других сил или суммой всех сил. При сумме всех сил взаимодействия объектов меньше центробежной, объекты будут удаляться друг от друга, образуя спиральные рукава, где концы рукавов будут направлены в сторону вращения. При сумме сил взаимодействия больше центробежной, рукава спирали уложены по направлению вращения галактик, концы рукавов смотрят в противоположную сторону вращения и объекты устремляются к центру галактик. Выводы. По направлению вращения объектов и направлению спиральных рукавов галактик можно сказать удаляются или сближаются объекты, и сказать, что сумма сил взаимодействия больше или меньше центробежной силы.Рассматривая фотографии галактик, предоставленные NASA, можно сделать заключение, что существуют и другие силы, не только силы вращения от смещения центра вращения, и где то они являются основными, а где то нет. По крайней мере существует минимум две независимые силы вращения объектов по определённым радиусам, в одном месте проявляется больше одна, в другом месте проявляется больше другая и складывается впечатление, что они работают как совместно так и независимо друг от друга. Что это запас прочности или необходимое дополнение друг друга, так называемый дуализм сил. Но есть ещё один момент, это когда небесные тела двигаются по инерции, они так же передают инерцию своего вращения на ось вращения.Сила вращения планет Солнечной системы происходит не только от смещения оси Солнца от оси вращения, но и каналами. Гравитационные взаимодействия осуществляются частицами нейтрино и антинейтрино. Информация об этом есть в других статьях. 08.01.2014 г.Автор А.Т.Дудин.

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
Код: выделить все
Обсудить теорию Гравитация и центробежная сила. Вы можете на форуме "Новая Теория".

image

Принцип действия гироскопа и его применение на практике

Гироскоп представляет собой диск, вращающийся вокруг своей оси. Самый простой гироскоп — детский волчок. При вращении гироскоп сопротивляется попыткам наклонить его ось. Это его свойство называется гироскопической инерцией. Для того, чтобы раскрутить гироскоп, на ось наматывают тонкий шнурок и дергают за него, держа в руках рамку. Быстро вращающийся может стоять на острие карандаша или на кончике пальца: гироскопическая инерция не дает оси колеса отклоняться от своего положения. Это явление используется в гирокомпасах и гиростабилизаторах.

Подробное учебное видеопособие о принципе работы гироскопа

Гироскоп состоит из вращающегося на оси маховика. Рамка, в которой установлен маховик, может поворачиваться только вокруг оси вращения маховика, но ни в каком другом направлении.

Гирокомпасы — принцип его работы и применение на практике

В гирокомпасах диск гироскопа вращается постоянно — его приводит в действие электродвигатель. Ось гироскопа в двух связанных между собой кольцах, так называемом карданном подвесе. Поворот внешнего кольца не оказывает влияние на гироскоп, находящегося во внутреннем кольце.

Игрушечный гироскоп сохраняет состояние равновесия на острие карандаша. Массивный металлический диск вращается с частотой около 20 об/с. Гироскопическая инерция удерживает ось гироскопа под постоянным углом и препятствует наклону гироскопа и падению с кончика грифеля.

image

Внешнее кольцо карданова подвеса свободно поворачивается в любом направлении, а ось вращающегося во внутреннем кольце гироскопа остается в одном и том же положении.

Видео работы гирокомпаса в карданной подвесе

Гирокомпасы применяются на судах, в самолетах и ракетах. В отличие от магнитных компасов на их работу не влияют быстрые перемещения, находящиеся по соседству магнитные предметы и электрические провода. Когда диск гирокомпаса начинает вращаться, ось гирокомпаса устанавливают в пространстве в определенном положении, а затем она сохраняет заданную ориентацию. Если транспортное средство изменяет курс, ось гироскопа продолжает указывать первоначальное направление.

На видео лектор демонстрирует на эксперименте возможность определения направления Земли с помощью гироскопа.

Гиростабилизаторы и их применение

Гиростабилизаторы — это сложные устройства, которые уменьшают качку судов в море. Гироскопы, установленные в карданном подвесе, реагируют на изменения положения судна при качке. Датчики на подвесе посылают сигналы, которые после обработки компьютером используются для управления горизонтальными рулями на днище корабля. Эти рули действуют как крылья — они создают силу, которая стремится наклонить корпус судна в сторону, обратную наклону от ударов волн. Постоянная работа горизонтальных рулей позволяет судну идти практически без бокового крена.

Как работает гироскутер

Сегодня среди мобильных средств передвижения набирает популярность гироскутер на двухколесной платформе, принцип которого основан на вышеописанном гироскопе.

Подробнее разобраться в принципе его работы нам поможет видеоролик.

Центростремительная и центробежная сила и связанные с ними явления

Тела, движущиеся по замкнутым орбитам, ведут себя иначе, чем вращающиеся гироскопы. Они испытывают на себе действие центростремительной силы.

Чтобы понять действие этой силы, представьте кошку, сидящую в центре в центре большой поляны, и человека, который прогуливается с собакой по этой поляне. Почуяв кошку, собака захочет ее схватить и будет рвать к центру поляны, натягивая поводок. Ее хозяин будет стремиться продолжать прогулку далее по прямой, а собака будет сбивать его с этого пути. В результате хозяин с собакой совершат круг, в центре которого будет кошка. Собака в данном случае создает центростремительную силу, которая является причиной вращательного движения.

Планеты Солнечной системы движутся вокруг светила по орбитам, которые по форме почти совпадают с окружностями. Тяготение, существующее между Солнцем и планетами, создает центростремительную силу, которая отклоняет планеты от прямолинейной траектории и заставляет их кружиться по замкнутым орбитам. Точно таке тяготение Земли удерживает на орбите Луну.

Человек, который сидит в машине, выполняя круговой поворот, чувствует, как его тянет к стенке кабины с внешней стороны поворота. Это ощущение связано с тем, что тело человека стремиться продолжать движение по прямой, когда машина, слушаясь руля, начинает поворачивать. Силу, которая при этом возникает, часто называют центробежной, но в действительности подобное явление обязано всего лишь инерции — стремлению любого тела сохранять прямолинейное равномерное движение.

Такой же эффект наблюдается в барабане для отжима белья в стиральной машине. Мокрое белье загружают в барабан с отверстиями. Когда барабан начинает вращаться, вода через отверстия разлетается в стороны. Это происходит потому, что на капли воды у отверстий не действует центростремительная сила со стороны стенки барабана, которая удержала бы их внутри, заставляя вращаться вместе с бельем. Как только капли отрываются от барабана, они движутся по прямой.

На подобном принципе основана работа центрифуги, разделяющей жидкости разной плотности. Когда смесь начинает вращаться, тяжелые составляющие стремятся ко дну сосуда, а легкие «всплывают» к центру барабана. В пищевой промышленности центрифуги используют, чтобы отделить кристаллы сахара от сиропа и выделить сливки из молока. В медицине при помощи центрифуги разделяют тельца, плавающие в крови и других тканевых жидкостях.

Высокоскоростные центрифуги развивают частоту вращения 200 000 об/мин и более. В них даже можно разделять молекулы разной массы. Большие центрифуги помогают космонавтам привыкнуть к перегрузкам, которые их ждут в космическом полете.

Рассмотрим вращение камня массой т на веревке (рис. 1.5.1).

Рис. 1.5.1. Вращение камня массой т на веревке длиной R: Fn5 приложена к камню и направлена к центру вращения; Fu6 приложена к связи и направлена от центра

В каждый момент времени камень должен был бы двигаться прямолинейно по касательной к окружности. Однако он связан с осью вращения веревкой. Веревка растягивается, появляется упругая сила, действующая на камень, направленная вдоль веревки к центру вращения. Это и есть центростремительная сила (при вращении Земли вокруг оси в качестве центростремительной силы выступает сила гравитации):

но так как то

Центростремительная сила возникла в результате действия камня на веревку, т.е. это сила, приложенная к телу. Она фиктивна — ее нет.

Сила же, приложенная к связи и направленная по радиусу от центра, называется центробежной.

Центростремительная сила приложена к вращающемуся телу (сила инерции второго рода), а центробежная сила — к связи (сила инерции первого рода). Центробежной силы, приложенной к вращающемуся телу, не существует.

С точки зрения наблюдателя, в неинерциальной системе есть сила, уравновешивающая Fuc, равная ей по величине и противоположная по направлению:

Так как (здесь со — угловая скорость вращения камня), то

В седьмом классе на уроках физики школьники проходят механику — раздел о том, как движутся и взаимодействуют тела между собой. Механика изучает блоки, рычаги, силы. В том числе, центробежную и центростремительную.

По словам преподавателей московских школ, каждый четвёртый школьник не отличает одну силу от другой. Ученики путаются из-за общего корня — центр. Пришло время разобраться, что это такое, в чём разница между ними и чем похожи.

Что такое центробежная сила

Сначала примеры:

  • Когда стиральная машинка отжимает мокрое бельё, барабан быстро крутится. Так вода выходит из ткани.
  • Метание молота на олимпийских играх. Перед броском спортсмен кружится вокруг своей оси, а потом отпускает молот.
  • В китайских цирках популярен номер с мотоциклистами в металлическом шаре. Каскадёров запускают внутрь конструкции, где они разгоняются и ездят по всей поверхности шара. Даже по верху.
  • На крутом повороте пассажиров внутри автомобиля заносит в сторону.

Центробежная сила (Fцб) — это сила, которая действует на криволинейно движущееся тело с угловой скоростью. Чтобы её найти, используют две формулы: F = ma или F= mv2/r, где m — масса, a — ускорение, v — скорость r — радиус.

Fцб возникает при инерции, когда тело перемещается криволинейно. Она зависит от двух вещей: центра вращения; радиуса до предмета. Например, метание молота: спортсмен начинает кружиться вокруг своей оси вместе со снарядом. Металлическая проволока натягивается шаром, который весит как школьный портфель. Когда атлет отпускает ручку, молот улетает по прямой.

Молот натягивает проволоку, когда кружится в воздухе. На него действует инерция, которая “вырывают” его с траектории движения. Вместе с ними шар удерживают атлет и натянутая проволока. Поэтому, снаряд не улетит, пока спортсмен не отпустит ручку.

Теперь обратно к формуле: радиус — длина проволоки; масса — вес шара; скорость — это насколько быстро атлет кружится; центр вращение — сам спортсмен.

Что такое центростремительная сила

Примеры:

  • Земля летает вокруг Солнца по орбите.
  • Йо-йо кружится вокруг руки.
  • Колесо обозрения делает полный оборот.

Центростремительная сила (Fцс) — это сила, которая действует на криволинейно движущееся тело. Чтобы её найти, используют формулу: F= mv2/r .

Fцс возникает, когда тело движется по кругу и его что-то удерживает на траектории. Вернёмся к примеру с метанием молота: шар кружится в воздухе, но не улетает от атлета дальше длины проволоки. Как будто, что-то притягивает предмет. Его удерживает Fцс.

Fцс — это обобщение других влияний на предмет действия. Например, атлет удерживает молот или Солнце притягивает к себе Землю и она не улетает с орбиты.

В первом случае шар удерживают сам спортсмен и натяжение проволоки. Во втором — Землю не отпускает притяжение Солнца. Эти случаи не имеют ничего общего, но называют их одинаково.

Fцс зависит от: радиуса между предметом; центром вращения. Чем больше расстояние между центром вращения и предметом, тем меньше на него действуют. Например, если на метровую верёвку привязать камень, вращать его, то он станет тянуть с силой F. Если поменять верёвку на 2-метровую, то уже будет F/2.

Что общего между ними

Пришло время сравнить центробежную и центростремительную силы. У них есть отличия и сходства. Вот общие черты:

Равны по значению

Земля кружится вокруг Солнца по эллиптической орбите. Когда планета пролетает на расстоянии 147 миллионов километров, её скорость равна 30,2 км/с. Этот участок называется перигелий. Здесь Fцб больше всего, потому что скорость выше средней, а промежуток между планетой с центром вращения короткий.

На расстоянии в 152 миллиона километров до Солнца скорость падает до 29,2 км/с. Эта зона называется афелием. Здесь Fцб самая низкая, потому что дистанция до звезды больше, а скорость ниже средней.

Между перигелием и афелием планета летит со средней скоростью 29,8 км/с.

Возникают одновременно

Они появляются, когда предмет движется криволинейно. Вот примеры для наглядности:

В лопасти конструкции с электромотором повесили два груза. Мотор закрутил их, появилась инерция. Они начали кружиться на лопастях, но не улетели. Их удержала Fцс.

Автомобиль разогнался до 120 км/ч и пошёл в вираж. Машину занесло, она поменяла направление движения за счёт Fцб. Но автомобиль не вылетел с дороги и остался на полосе. Так получилось, потому что Fцс удержала машину.

Во всех примерах они стали действовать одновременно.

Чем они различаются

Они возникают, когда тело движется криволинейно. Их значения равны. Но они — не одно и то же. Пора разобраться, в чём разница.

Разные по направлению

Первое отличие — направление. То, что они друг другу равны и одновременно появляются не означает, что их векторы смотрят в одну сторону.

Земля вращается вокруг Солнца по своей орбите. Она пытается оторваться от звезды, чтобы улететь в Галактику. Но её что-то удерживает.

Fцб направлена от центра вращения. Она тянет планету как можно дальше от звезды. Но почему в перигелии она самая большая? Потому что, чем ближе планета к центру, тем больше на неё действуют. Если подставить в формулу F= mv2/r скорость и радиус перигелия, а потом афелия, то получится что Fцб больше на коротком участке.

Fцс — это противоположность центробежной. Она направлена к центру и не даёт телу сойти с траектории.

Для Fцб и Fцс работает Третий закон Ньютона: F1=-F2. Тела действуют друг на друга одинаково по модулю, но противоположно по направлению. Поэтому, Земля до сих пор крутится вокруг Солнца.

Источники возникновения

Кроме противоположных векторов направления у них есть ещё одно различие — причину появления.

Инерция появляется, когда предмет перемещается криволинейно. То есть, автомобиль пытается двигаться прямолинейно, когда входит в поворот на скорости 120 км/ч.

Fцс появляется из-за разных источников: тяга двигателя не даёт слететь машине с дороги; мощь спортсмена и натяжения проволоки держат молот; Солнце притягивает Землю. Все эти примеры — разные физические явления, но называют их одинаково.

  1. Центростремительная сила — это сила, которая заставляет тело двигаться по круговому пути и которая постоянно изменяет направление скорости. Центростремительная сила  перпендикулярна к направлению движения и направлена к центру кривизны.
  2. Центробежная сила равна по величине, но противоположна по направлению центростремительной силе.
  3. Центробежная сила, подобно центростремительной, прямо пропорциональна массе, квадрату скорости и обратно пропорциональна радиусу кривизны

Формула центробежной силы: F = mv2/r

Калькулятор расчета центростремительной силы действующей на тело

Масса m (кг)
Скорость v (м/с)
Радиус r (м)
Центробежная сила F (Ньютоны)

Движение тела по окружности

Согласно закону инерции всякое тело стремится двигаться равномерно по прямой линии. Следовательно, чтобы выяснить условия, необходимые для движения тела по окружности, нам надо найти силу или силы, которые изменяют направление движения. 

Сила F, тянущая тело к центру и сворачивающая тело с прямолинейного пути, называется центростремительной силой. Но центростремительная сила — это не единственная сила, действующая во время движения тела по окружности, потому что согласно третьему закону Ньютона силы всегда действуют парами. Если существует центростремительная сила, то должна быть и другая сила F, равная ей по величине, но противоположная по направлению. Эта сила называется центробежной силой. Следовательно, можно сделать вывод, что когда тело движется по окружности с постоянной скоростью, то центростремительная сила равняется центробежной и нет никаких сил или их составляющих, которые бы действовали по направлению движения. 

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий