Legfontosabb tudomány

Centrifugális erőfizika

Centrifugális erőfizika
Centrifugális erőfizika

Videó: Fizika 9.évfolyam Centrifugális erő 2024, Június

Videó: Fizika 9.évfolyam Centrifugális erő 2024, Június
Anonim

Centrifugális erő, egy kör alakú úton mozgó részecskére jellemző fiktív erő, amelynek nagysága és mérete ugyanolyan, mint az az erő, amely a részecskét körkörös úton tartja (a centripetalális erő), de ellenkező irányba mutat.

mechanika: centrifugális erő

A Galileai relativitáselmélet elve szerint, ha Newton törvényei bármely referenciakeretben igazak, akkor a többi kereten is igazak

A földön egy oszlophoz kötött húr végén vízszintes síkban kavargó kő folyamatosan megváltoztatja sebességének irányát, és ezért gyorsulást mutat a oszlop felé. Ez a gyorsulás megegyezik a sebesség négyzetével és a húr hosszával. Newton második törvénye szerint a gyorsulást egy erő okozza, amely ebben az esetben a húr feszültsége. Ha a kő állandó sebességgel mozog, és a gravitációt elhanyagolják, akkor a befelé mutató húzófeszültség az egyetlen erő, amely a kőre hat. Ha a húr eltörik, a kő tehetetlenség miatt egyenes vonalban folytatja az előző körútjának érintőjét; nem mozog kifelé, mintha a centrifugális erő valós lenne.

Noha Newton törvényei szerint ez nem valódi erő, a centrifugális erő fogalma hasznos. Például a folyadék viselkedésének elemzésekor krémes elválasztóban vagy centrifugában kényelmesen megvizsgálni a folyadék viselkedését a forgó tartályhoz viszonyítva, nem pedig a Földhez viszonyítva; és annak érdekében, hogy Newton törvényei alkalmazhatók legyenek egy ilyen forgó referenciakeretben, a mozgás egyenleteiben inerciális erőt vagy fiktív erőt (centrifugális erőt), amely egyenlő és a centripetalális erővel ellentétes, bele kell foglalni. A örvénylő kőhöz csatolt referenciakeretben a kő nyugodt; a kiegyensúlyozott erőrendszer előállításához a kifelé működő centrifugális erőt be kell vonni.

A centrifugális erő növelhető a forgási sebesség vagy a test tömegének növelésével, vagy a sugár csökkentésével, amely a test távolsága a görbe középpontjától. A tömeg növelésével vagy a sugara csökkentésével a centrifugális erő növekszik közvetlen vagy fordított arányban, de a forgási sebesség növelése növeli azt a sebesség négyzetének arányában. vagyis ha a sebesség tízszeresére növekszik, mondjuk 10-ről 100 fordulatra percenként, a centrifugális erő 100-szorosára növekszik. A centrifugális erőt a normál gravitációs erő szimbólumának g szorzataként kell kifejezni (szigorúan véve: gravitációs gyorsulás). Több mint 1.000.000.000 g centrifugális mezőt állítottak elő a laboratóriumban centrifugáknak nevezett eszközökkel.