В чем разница между центробежной и центростремительной силой

На любой объект, который вращается по круговой траектории, действует сила. Она направлена к центральной точке окружности, описываемой траектории. Такая сила называется центростремительной.

Центробежная сила часто упоминается как или фиктивная сила. Она в основном используется для ссылки на силы, которые связаны с движением в неинерциальной системе отсчета.

Согласно третьему закону Ньютона, каждое действие имеет противоположное ему по направлению и равное по силе противодействие. И в этой концепции, центробежная сила на действие центростремительной силы.

Обе силы являются инерциальными, так только при движении объекта. Также они всегда появляются парами и уравновешивают друг друга. Поэтому на практике ими часто можно пренебречь.

Примеры центробежной и центростремительной силы

Если взять камень и привязать к нему веревку, а затем начать вращать веревку над головой, то возникнет центростремительная сила.

Она будет действовать через веревку на камень и не позволять ему удаляться на расстояние больше длины самой веревки, как это произошло бы при обычном броске. Центробежная сила будет действовать противоположным образом.

Она будет количественно равна и противоположна по направлению центростремительной силе. Такая сила тем больше, чем массивнее тело, движущееся по замкнутой траектории.

Общеизвестно, что Луна вращается вокруг Земли по круговой орбите. Сила притяжения, которая существует между Землей и Луной есть результат действия центростремительной силы. Центробежная сила, в этом случае, является виртуальной и на самом деле не существует.

Это вытекает из третьего закона Ньютона. Однако, несмотря на абстрактность, центробежная сила выполняет очень важную роль во взаимодействии двух небесных тел. Благодаря ей Земля и ее спутник не отдаляются и не сближаются друг с другом, а движутся по стационарным орбитам.

Без центробежной силы они давно столкнулись бы.

Заключение

1. В то время как центростремительная сила направлена к центру окружности, центробежная противоположна ей.

2. Центробежную силу часто называют инерциальной или фиктивной.

3. Центробежная сила всегда равна по количественному значению и противоположна по направлению центростремительной силе.

5. Слово «центростремительная» было получено от латинских слов. «Centrum» означает центр, а «petere» значит «искать». Понятие «центробежная» получено от латинских слов «centrum» и «fugere»,

Ранее рассматривались характеристики прямолинейного движения: перемещение, скорость, ускорение
. Их аналогами при вращательном движении являются: угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение
.

  • Роль перемещения во вращательном движении играет угол
    ;
  • Величина угла поворота за единицу времени — это угловая скорость
    ;
  • Изменение угловой скорости за единицу времени — это угловое ускорение
    .

Во время равномерного вращательного движения тело совершает движение по окружности с одинаковой скоростью, но с изменяющимся направлением. Например, такое движение совершают стрелки часов по циферблату.

Допустим, шар равномерно вращается на нити длиной 1 метр. При этом он будет описывать окружность с радиусом 1 метр. Длина такой окружности: C = 2πR = 6,28 м

Время, за которое шар полностью делает один полный оборот по окружности, называется периодом вращения — T
.

Чтобы вычислить линейную скорость шара, необходимо разделить перемещение на время, т.е. длину окружности на период вращения:

  • V = C/T = 2πR/T
  • Период вращения:
  • T = 2πR/V
  • Если наш шар будет делать один оборот за 1 секунду (период вращения = 1с), то его линейная скорость:V = 6,28/1 = 6,28 м/с

2. Центробежное ускорение

В любой точке вращательного движения шара вектор его линейной скорости направлен перпендикулярно радиусу. Нетрудно догадаться, что при таком вращении по окружности, вектор линейной скорости шара постоянно меняет свое направление. Ускорение, характеризующее такое изменение скорости, называется центробежным (центростремительным) ускорением
.

Во время равномерного вращательного движения меняется только направление вектора скорости, но не величина! Поэтому линейное ускорение = 0
. Изменение линейной скорости поддерживается центробежным ускорением, которое направлено к центру окружности вращения перпендикулярно вектору скорости — a ц
.

Центробежное ускорение можно вычислить по формуле: a ц = V 2 /R

Чем больше линейная скорость тела и меньше радиус вращения, тем центробежное ускорение больше.

3. Центробежная сила

  1. Из прямолинейного движения мы знаем, что сила равна произведению массы тела на его ускорение.

  2. При равномерном вращательном движении на вращающееся тело действует центробежная сила:
  3. F ц = ma ц = mV 2 /R
  4. Если наш шарик весит 1 кг
    , то для удержания его на окружности понадобится центробежная сила:
  5. F ц = 1·6,28 2 /1 = 39,4 Н
  6. С центробежной силой мы сталкиваемся в повседневной жизни при любом повороте.
  7. Сила трения должна уравновесить центробежную силу:
  8. F ц = mV 2 /R; F тр = μmg
  9. F ц = F тр; mV 2 /R = μmg
  10. V = √μmgR/m = √μgR = √0,9·9,8·30 = 16,3 м/с = 58,5 км/ч
  11. Ответ
    : 58,5 км/ч
  12. Обратите внимание, что скорость в повороте не зависит от массы тела!

Наверняка вы обращали внимание, что некоторые повороты на шоссе имеют некоторый наклон внутрь поворота. Такие повороты «легче» проходить, вернее, можно проходить с бОльшей скоростью. Рассмотрим какие силы действуют на автомобиль в таком повороте с наклоном. При этом силу трения учитывать не будем, а центробежное ускорение будет компенсироваться только горизонтальной составляющей силы тяжести:

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

  • F ц = mV 2 /R или F ц = F н sinα
  • В вертикальном направлении на тело действует сила тяжести F g = mg
    , которая уравновешивается вертикальной составляющей нормальной силы F н cosα
    :
  • F н cosα = mg
    , отсюда: F н = mg/cosα
  • Подставляем значение нормальной силы в исходную формулу:
  • F ц = F н sinα = (mg/cosα)sinα = mg·sinα/cosα = mg·tgα

Т.о., угол наклона дорожного полотна:

α = arctg(F ц /mg) = arctg(mV 2 /mgR) = arctg(V 2 /gR)

Опять обратите внимание, что в расчетах не участвует масса тела!

Задача №2:
на некотором участке шоссе имеется поворот с радиусом 100 метров. Средняя скорость прохождения этого участка дороги автомобилями 108 км/ч (30 м/с). Каким должен быть безопасный угол наклона полотна дороги на этом участке, чтобы автомобиль «не вылетел» (трением пренебречь)?

α = arctg(V 2 /gR) = arctg(30 2 /9,8·100) = 0,91 = 42°
Ответ
: 42°
. Довольно приличный угол. Но, не забывайте, что в наших расчетах мы не принимаем во внимание силу трения дорожного полотна.

4. Градусы и радианы

Многие путаются в понимании угловых величин.

При вращательном движении основной единицей измерения углового перемещения является радиан
.

  • 2π радиан = 360° — полная окружность
  • π радиан = 180° — половина окружности
  • π/2 радиан = 90° — четверть окружности

Чтобы перевести градусы в радианы, необходимо значение угла разделить на 360° и умножить на 2π
. Например:

  • 45° = (45°/360°)·2π = π/4 радиан
  • 30° = (30°/360°)·2π = π/6 радиан

Ниже в таблице представлены основные формулы прямолинейного и вращательного движения.

В
природе движение тела чаще происходит
по кривым линиям. Почти
любое криволинейное движение можно
представить как по­следовательность
движений по дугам окружностей. В общем
случае,
при движении по окружности скорость
тела изменяется как
по величине,
так и по
направлению.

Равномерное
движение по окружности

Движение
по окружности называется равномерным,
если ве­личина
скорости остается неизменной.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой
В чем разница между центробежной и центростремительной силой

По
третьему закону Ньютона всякое действие
вызывает равное и
противоположно направленное
противодействие.

Центростреми­тельной
силе, с которой связь действует на тело,
противодействует равная
по модулю и противоположно направленная
сила, с которой тело
действует на связь.

Эту силу F
6
назвали
центробежной,
так
как
она направлена по радиусу от центра
окружности. Центробеж­ная
сила равна по модулю центростремительной:

Примеры

Рассмотрим
случай, когда спортсмен вращает вокруг
своей го­ловы
предмет, привязанный к концу нити.
Спортсмен ощущает при этом
силу, приложенную к руке и тянущую ее
наружу. Для удер­жания
предмета на окружности спортсмен
(посредством нити) тянет
его внутрь.

Следовательно, по третьему
закону Ньютона, предмет
(опять-таки посредством нити) действует
на руку с равной и
противоположно направленной силой, и
это та сила, которую ощущает
рука спортсмена (рис. 3.23).

Читайте также:  Водка и виски — чем они отличаются?

Сила, действующая
на пред­мет
— это направленная внутрь сила натяжения
нити.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Другой
пример: на спортивный снаряд «молот»
действует трос, удерживаемый
спортсменом (рис. 3.24).

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Напомним,
что центробежная сила действует не на
вращающее­ся
тело, а на нить. Если бы центробежная
сила действовала на
те­ло,
то
при обрыве нити оно улетело бы по радиусу
в сторону от центра, как показано на рис
3.25, а. Однако на самом деле при об­рыве
нити тело начинает двигаться по
касательной (рис 3.25, б) в
направлении скорости, которую оно имело
в момент обрыва нити.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой
В чем разница между центробежной и центростремительной силой
В чем разница между центробежной и центростремительной силой
Центробежные силы
находят широкое применение.

Центрифуга —
устройство, предназначенное для
тренировок и
испытаний летчиков, спортсменов,
космонавтов. Большой радиус (до
15 м) и большая мощность двигателей
(несколько МВт) позво­ляют
создавать центростремительное ускорение
до 400 м/с 2 .

Цент­робежная
сила при этом прижимает тела с силой,
превосходящей нормальную силу тяжести
на Земле больше чем в 40 раз.

Человек
может
выдерживать временную перегрузку в
20-30 раз, если он ле­жит
перпендикулярно направлению центробежной
силы, и в 6 раз, если
лежит вдоль направления этой силы.

3.8. Элементы описания движения человека

Движения человека
носят сложный характер и с трудом
под­даются описанию. Однако в ряде
случаев можно выделить суще­ственные
моменты, отличающие одни виды движений
от других. Рассмотрим, например, чем
отличается бег от ходьбы.

Элементы шагательных
движений при ходьбе представлены на
рис.
3.26. В шагательных движениях каждая нога
поочередно быва­ет
опорной и переносной. В опорный период
входят амортизация (торможение движения
тела по направлению к опоре) и отталки­вание,
в переносной — разгон и торможение.

Последовательные
движения тела человека и его ног при
ходь­бе представлены на рис. 3.27.

Линии А и В дают
качественное изображение движения стоп
ног в процессе ходьбы. Верхняя линия А
относится к одной ноге, нижняя линия В
— к другой. Прямые участки соответствуют
мо­ментам опоры стопы о землю,
дугообразные участки — моментам движения
стоп.

В течение промежутка времени (а)
обе ноги опи­раются
на землю; затем (Ь)

нога А в воздухе, нога В продолжает
опираться;
а после (с)

вновь обе ноги опираются о землю. Чем
быстрее ходьба, тем короче становятся
промежутки
и с).

На рис. 3.28 представлены
последовательные движения тела человека
при беге и графическое изображение
движений стоп. Как видно на рисунке, при
беге существуют промежутки времени {
b
,
d
,
/), когда обе
ноги находятся в воздухе, а промежутков
од­новременного касания ног земли
нет. Этим и отличается бег от ходьбы.

Другим распространенным
видом движения является отталки­вание
от опоры при различных прыжках.
Отталкивание соверша­ется за счет
выпрямления толчковой ноги, маховых
движений рук и
туловища. Задача отталкивания —
обеспечить максимальную ве­личину
вектора начальной скорости общего
центра масс спортсме­на
и его оптимальное направление. На рис.
3.29 показаны фазы

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Глава
4

ДИНАМИКА
ДВИЖЕНИЯ
МАТЕРИАЛЬНОЙ
ТОЧКИ

Динамикой

называется
раздел механики, в котором изучается
движение тела с учетом его взаимодействия
с другими телами.

В разделе «Кинематика»
были введены понятия скорости
и ус­корения
материальной
точки. Для реальных тел эти понятия
нуж­даются в уточнении, так как для
различных точек
реального тела
эти
характеристики движения могут быть
различны.

Например, закрученный
футбольный мяч не только движется
вперед, но и вра­щается.
Точки вращающегося тела движутся с
разными скоростями.

По
этой причине сначала рассматривается
динамика материальной точки, а затем
полученные результаты распространяются
на реаль­ные
тела.

Так как линейная скорость равномерно меняет направление, то движение по окружности нельзя назвать равномерным , оно является равноускоренным .

Угловая скорость

Выберем на окружности точку 1
. Построим радиус. За единицу времени точка переместится в пункт 2
. При этом радиус описывает угол. Угловая скорость численно равна углу поворота радиуса за единицу времени.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Период и частота

  1. Период вращения T
    — это время, за которое тело совершает один оборот.
  2. Частота вращение — это количество оборотов за одну секунду.
  3. Частота и период взаимосвязаны соотношением
  4. Связь с угловой скоростью

Линейная скорость

Каждая точка на окружности движется с некоторой скоростью. Эту скорость называют линейной. Направление вектора линейной скорости всегда совпадает с касательной к окружности.
Например, искры из-под точильного станка двигаются, повторяя направление мгновенной скорости.

Рассмотрим точку на окружности, которая совершает один оборот, время, которое затрачено — это есть период T
. Путь , который преодолевает точка — это есть длина окружности.

Центростремительное ускорение

При движении по окружности вектор ускорения всегда перпендикулярен вектору скорости, направлен в центр окружности.

Используя предыдущие формулы, можно вывести следующие соотношения

Точки, лежащие на одной прямой исходящей из центра окружности (например, это могут быть точки, которые лежат на спице колеса), будут иметь одинаковые угловые скорости, период и частоту. То есть они будут вращаться одинаково, но с разными линейными скоростями. Чем дальше точка от центра, тем быстрей она будет двигаться.

Закон сложения скоростей справедлив и для вращательного движения. Если движение тела или системы отсчета не является равномерным, то закон применяется для мгновенных скоростей. Например, скорость человека, идущего по краю вращающейся карусели, равна векторной сумме линейной скорости вращения края карусели и скорости движения человека.

Земля участвует в двух основных вращательных движениях: суточном (вокруг своей оси) и орбитальном (вокруг Солнца). Период вращения Земли вокруг Солнца составляет 1 год или 365 суток.

Вокруг своей оси Земля вращается с запада на восток, период этого вращения составляет 1 сутки или 24 часа.

Широтой называется угол между плоскостью экватора и направлением из центра Земли на точку ее поверхности.

Согласно второму закону Ньютона причиной любого ускорения является сила. Если движущееся тело испытывает центростремительное ускорение, то природа сил, действием которых вызвано это ускорение, может быть различной. Например, если тело движется по окружности на привязанной к нему веревке, то действующей силой является сила упругости.

Если тело, лежащее на диске, вращается вместе с диском вокруг его оси, то такой силой является сила трения. Если сила прекратит свое действие, то далее тело будет двигаться по прямой

Рассмотрим перемещение точки на окружности из А в В. Линейная скорость равна v A
и v B
соответственно. Ускорение — изменение скорости за единицу времени. Найдем разницу векторов.

Источник: https://alluz.ru/dokumentaciya-blanki-dokumentov/centrostremitelnoe-uskorenie—vyvod-formuly-i-prakticheskoe-primenenie-v-chem.html

Центростремительная сила

  • Физика > Центростремительная сила
  • Чему равна центростремительная сила в физике – формула и описание: термины и определение, движение тела по круговой траектории, угловая скорость и ускорение.
  • Центростремительной называют силу, которая создает движение по искривленному пути.

Задача обучения

  • Изучите уравнение для центростремительной силы и ускорения.

Основные пункты

  • Когда объект пребывает в равномерном круговом перемещении, то постоянно меняет направление и ускоряется (угловое ускорение).
  • Сила, влияющая на объект в равномерном круговом движении, воздействует из центра.

Термины

  • Центростремительный – направляется к центру.
  • Угловая скорость – векторная величина, характеризующая объект в круговом перемещении. Приравнивается к скорости частички, а направление расположено перпендикулярно плоскости кругового движения.

Центростремительная сила приводит к тому, что объект перемещается по искривленному пути.

Ярчайший пример – равномерное круговое движение. Это просматривается на орбите земных спутников или петлях на американских горках.

Мы уже знаем, что любая перемена скорости именуется ускорением. Когда тело смещается по круговой траектории, оно все время меняет свое направление, поэтому вызывает стабильную силу. Она действует к центру кривизны и оси вращения. Объект смещается перпендикулярно силе, поэтому его путь называют круглым.

Читайте также:  Тобрекс или альбуцид — какой препарат лучше взять?

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

При движении по круговой траектории со стабильной скоростью объект испытывает центростремительную силу. Именно она ускоряет его по направлению к центру

Уравнение выглядит так:

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

(Fc – центростремительная сила, v – скорость, m – масса, r – радиус пути смещения).

Второй закон Ньютона (F = ma) показывает, что центростремительное ускорение выглядит как:

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Центростремительную силу также можно выразить через угловую скорость (насколько быстро тело перемещается по круговой траектории):

Fc = mrω2.

(1

Источник: https://v-kosmose.com/fizika/tsentrostremitelnaya-sila/

Вращательное движение тела: принцип гироскопа, центробежная и центростремительная силы

Тело совершает вращательное движение, если оно вращается вокруг неподвижной точки или обращается вокруг нее по замкнутой кривой.

Есть 2 примера вращательного движения: например, колесо вращается, а Земля обращается вокруг Солнца. В процессе этих движений на тело действует различные силы: на вращающиеся — гироскопические, а на тело, движущиеся по кругу, — центростремительные.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

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.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

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.

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.

Источник: https://www.sciencedebate2008.com/vrashchatelnoye-dvizheniye-tela-printsip-giroskopa-tsentrobezhnaya-i-tsentrostremitelnaya-sila/

Центростремительная и центробежная сила 2019

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

центростремительная и центробежная сила

Центростремительная сила и центробежная сила называются той же силой, которая действует в противоположных направлениях. В то время как центростремительная сила фокусируется к центру вращающегося пути, центробежная сила просто противоположна этому, что означает, что она оказывает силу для освобождения тела от его вращающегося пути.

Проще говоря, центростремительная сила — это внутренняя сила, а центробежная сила — внешняя сила. Например, если вы вращаете камень, привязанный к нити, сила, действующая в центре оси вращения, является центростремительной силой.

Центробежная сила — это то, что отходит от середины из-за инерции объекта. Здесь тянуть на веревке является центростремительная сила. Другим примером, который наблюдается в природе, является вращение Луны вокруг Земли.

Сила тяжести между Землей и Луной — это центростремительная сила.

Центробежная сила часто упоминается как сила инерции или фиктивная сила и в основном используется для обозначения силы, связанной с движением в неинерциальной системе отсчета.

Согласно третьему закону Ньютона, каждое действие имеет противоположную и равную реакцию. И в этой концепции центробежная сила считается равной и противоположной реакцией на центростремительную силу.

Как центростремительные, так и центробежные были получены на латыни. Centripetal был получен из латинских слов centrum, что означает центр и петре, что означает искать. Центробежный был получен из латинских слов centrum и fugere, что означает бежать.

Резюме

1. В то время как центростремительная сила фокусируется к центру вращающегося пути, центробежная сила просто противоположна этому, что означает, что она оказывает силу для освобождения тела от его вращающегося пути. 2. Центростремительная сила — это внутренняя сила, а центробежная сила — внешняя сила.

Читайте также:  Какая консоль лучше hamy 4 или titan 2

3. Центробежная сила часто упоминается как сила инерции или фиктивная сила. 4. Центробежная сила называется равной и противоположной реакцией на центростремительную силу. 5. Centripetal был получен из латинского слова centrum, что означает центр и petere, что означает искать.

Центробежный был получен из латинских слов centrum и fugere, что означает бежать. 6. Если вы вращаете камень, привязанный к нити, сила, действующая в центре оси вращения, является центростремительной силой. Центробежная сила — это то, что отходит от середины из-за инерции объекта.

Источник: https://ru.esdifferent.com/difference-between-centripetal-and-centrifugal-force

Определение центростремительная сила

От латинского fortĭa, сила — это термин с множественным использованием.

Концепция может относиться к использованию силы (символической или физической); на способность мобилизовать вещь или тело, которое вызывает сопротивление или имеет вес; к действию принуждения человека что-либо делать; в крепость терпеть толчок; на эффективность вещей; бодрствовать; или к влиянию, которое способно изменить состояние тела.

В чем разница между центробежной и центростремительной силой

Центростремительный, который происходит от латинского слова centripetus, относится к тому, что движется к центру или что привлекает его местонахождение.

Следовательно, можно сказать, что центростремительная сила — это сила, которая должна быть приложена к объекту или телу, чтобы преодолеть инерцию и выполнить движение с кривой .

Законы Ньютона позволяют нам понять, как действует центростремительная сила. Эта сила бетонируется перпендикулярно направлению, в котором движется тело, в котором оно осуществляется.

Объект, который движется с неравномерной скоростью по траектории кругового типа, несет в себе чистую силу, которая может быть разложена на тангенциальный компонент (который изменяет скорость) и на другой перпендикулярный компонент (который изменяет ход движения).

Формула для нахождения центростремительной силы следующая: масса х квадрат скорости / радиус.

Кроме того, когда речь идет об этом типе силы, неизбежно упоминать то, что известно как центростремительное ускорение, которое также называется нормальным, которое происходит от реальной силы, и что это связано с изменением направления скорости, с которой сталкивается любая частица, находящаяся в движении во время курса криволинейного типа.

Однако при определении вышеупомянутой силы необходимо учитывать не только вышеупомянутое ускорение, но и другие не менее важные и важные факторы, такие как радиальный вектор, угловая скорость, модуль скорости, радиус круговой путь или вектор положения.

Среди областей нашей жизни, которые используют эту силу, которая нас занимает или которые присутствуют в них почти внутренне, мы находим, например, действие по выводу спутника на орбиту. И это, не забывая, что ярким примером этого будет функционирование каруселей.

Аналогичным образом, на научном уровне важно подчеркнуть, что, хотя центростремительная сила является фундаментальной в различных областях, которые изучают, анализируют и используют ее, в той, в которой она имеет особое значение, она имеет место в случае релятивистской механики, которая так много предпринимает, что является исследование равномерного кругового движения как прямолинейного.

Важно понимать разницу между центростремительной силой и центробежной силой . Эта последняя сила представляет собой силу, которая описывается как фиктивная и которую фиксированный наблюдатель устанавливает в качестве системы отсчета во вращении для описания движения объекта.

Возьмите случай с ребенком, который привязывает камень к веревке и заставляет его вращаться по кругу, поддерживая одинаковую угловую скорость, пока он не будет брошен в середину озера. Упомянутый камень будет двигаться по круговой траектории, так как веревка будет прикладывать к нему центростремительную силу.

Источник: https://ru.tax-definition.org/59050-centripetal-force

Центробежная сила

Во вращающейся системе отсчета наблюдатель испытывает на себе действие силы, уводящей его от оси вращения.

Вам, наверное, доводилось испытывать неприятные ощущения, когда машина, в которой вы едете, входила в крутой вираж. Казалось, что сейчас вас так и выбросит на обочину. И если вспомнить законы механики Ньютона, то получается, что раз вас буквально вдавливало в дверцу, значит на вас действовала некая сила.

Ее обычно называют «центробежная сила». Именно из-за центробежной силы так захватывает дух на крутых поворотах, когда эта сила прижимает вас к бортику автомобиля.

(Между прочим, этот термин, происходящий от латинских слов centrum («центр») и fugus («бег»), ввел в научный обиход в 1689 году Исаак Ньютон.)

Стороннему наблюдателю, однако, всё будет представляться иначе.

Когда машина закладывает вираж, наблюдатель сочтет, что вы просто продолжаете прямолинейное движение, как это и делало бы любое тело, на которое не оказывает действия никакая внешняя сила; а автомобиль отклоняется от прямолинейной траектории. Такому наблюдателю покажется, что это не вас прижимает к дверце машины, а, наоборот, дверца машины начинает давить на вас.

Впрочем, никаких противоречий между этими двумя точками зрения нет. В обеих системах отсчета события описываются одинаково и для этого описания используются одни и те же уравнения.

Единственным отличием будет интерпретация происходящего внешним и внутренним наблюдателем. В этом смысле центробежная сила напоминает силу Кориолиса (см.

Эффект Кориолиса), которая также действует во вращающихся системах отсчета.

Поскольку не все наблюдатели видят действие этой силы, физики часто называют центробежную силу фиктивной силой или псевдосилой. Однако мне кажется, что такая интерпретация может вводить в заблуждение.

В конце концов, едва ли можно назвать фиктивной силу, которая ощутимо придавливает вас к дверце автомобиля.

Просто всё дело в том, что, продолжая двигаться по инерции, ваше тело стремится сохранить прямолинейное направление движения, в то время как автомобиль от него уклоняется и из-за этого давит на вас.

Чтобы проиллюстрировать эквивалентность двух описаний центробежной силы, давайте немного поупражняемся в математике.

Тело, движущееся с постоянной скоростью по окружности, движется с ускорением, поскольку оно всё время меняет направление. Это ускорение равно v2/r, где v — скорость, а r — радиус окружности.

Соответственно, наблюдатель, находящийся в движущейся по окружности системе отсчета, будет испытывать центробежную силу, равную mv2/r.

Теперь обобщим сказанное: любое тело, движущееся по криволинейной траектории, — будь то пассажир в машине на вираже, мяч на веревочке, который вы раскручиваете над головой, или Земля на орбите вокруг Солнца — испытывает на себе действие силы, которая обусловлена давлением дверцы автомобиля, натяжением веревки или гравитационным притяжением Солнца. Назовем эту силу F. С точки зрения того, кто находится во вращающейся системе отсчета, тело не движется. Это означает, что внутренняя сила F уравновешивается внешней центробежной силой:

    F = mv2/r

Однако с точки зрения наблюдателя, находящегося вне вращающейся системы отсчета, тело (вы, мяч, Земля) движется равноускоренно под воздействием внешней силы. Согласно второму закону механики Ньютона, отношение между силой и ускорением в этом случае F = ma. Подставив в это уравнение формулу ускорения для тела, движущегося по окружности, получим:

    F = ma = mv2/r

Но тем самым мы получили в точности уравнение для наблюдателя, находящегося во вращающейся системе отсчета. Значит, оба наблюдателя приходят к идентичным результатам относительно величины действующей силы, хотя и исходят из разных предпосылок.

Это очень важная иллюстрация того, что представляет собою механика как наука. Наблюдатели, находящиеся в различных системах отсчета, могут описывать происходящие явления совершенно по-разному.

Однако, сколь бы принципиальными ни были различия в подходах к описанию наблюдаемых ими явлений, уравнения, их описывающие, окажутся идентичными.

А это — не что иное, как принцип инвариантности законов природы, лежащий в основе теории относительности.

Источник: https://elementy.ru/trefil/21109/Tsentrobezhnaya_sila

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector