Tsentrifugaaljõud: mis see on ja kuidas see töötab?

Tsentrifugaaljõud: mis see on ja kuidas see töötab?
Tsentrifugaaljõud: mis see on ja kuidas see töötab?
Anonim

Nagu teate, on tavaline, et iga füüsiline keha säilitab puhkeseisundi või ühtlase sirgjoonelise liikumise, kuni see on allutatud välisele mõjule. Tsentrifugaaljõud pole midagi muud kui selle universaalse inertsiseaduse ilming. Meie elus esineb seda nii sageli, et me praktiliselt ei märka seda ja reageerime sellele alateadvuse tasandil.

tsentrifugaaljõud
tsentrifugaaljõud

Konseptsioon

Tsentrifugaaljõud on teatud tüüpi mõju, mida füüsiline punkt avaldab jõududele, mis piiravad selle liikumisvabadust ja sunnivad seda kõverjooneliselt liikuma seda ühendava keha suhtes. Kuna sellise keha nihkevektor muutub pidev alt, siis isegi kui selle absoluutkiirus jääb muutumatuks, ei ole kiirenduse väärtus null. Seetõttu tulenev alt Newtoni teisest seadusest, mis kehtestab jõu sõltuvuse keha massist ja kiirendusest, jaon tsentrifugaaljõud. Meenutagem nüüd kuulsa inglise füüsiku kolmandat reeglit. Tema sõnul eksisteerivad looduses jõud paarikaupa, mis tähendab, et tsentrifugaaljõudu peab miski tasakaalustama. Tõepoolest, midagi peab olema, mis hoiab keha kõverjoonelisel trajektooril! Nii see on, koos tsentrifugaaljõuga mõjub tsentripetaaljõud ka pöörlevale objektile. Nende erinevus seisneb selles, et esimene on kinnitatud keha külge ja teine - selle ühenduse külge punktiga, mille ümber pöörlemine toimub.

tsentrifugaaljõu toime
tsentrifugaaljõu toime

Kus avaldub tsentrifugaaljõu toime

Väike koorem, mis on käsitsi nööri külge seotud, tasub lahti kerida kohe, kui nööri pinge hakkab tunda andma. Kui elastsusjõudu poleks, viiks tsentrifugaaljõu mõju trossi purunemiseni. Iga kord, kui liigume mööda ringikujulist rada (rattaga, autoga, trammiga jne), surutakse meid pöördest vastassuunas. Seetõttu on kiirradadel, järskude pööretega lõikudel rajal spetsiaalne kalle, et anda võistlejatele suurem stabiilsus. Vaatleme veel üht huvitavat näidet. Kuna meie planeet pöörleb ümber oma telje, mõjutab tsentrifugaaljõud kõiki selle pinnal olevaid objekte. Selle tulemusena muutuvad asjad veidi lihtsamaks. Kui võtta 1 kg kaal ja viia see pooluselt ekvaatorile, väheneb selle kaal 5 grammi. Nii nappide väärtuste juures tundub see asjaolu tähtsusetu. Kaalu suurenedes see erinevus aga suureneb. Näiteks,Arhangelskist Odessasse saabuv auruvedur muutub 60 kg ja Valgelt merelt Musta mereni sõitnud 20 000 tonni kaaluv lahingulaev 80 tonni võrra kergemaks! Miks see juhtub?

tsentrifugaaljõu suurus
tsentrifugaaljõu suurus

Sest meie planeedi pöörlemisest tekkiv tsentrifugaaljõud kipub Maa pinn alt laiali paiskama kõike, mis sellel on. Mis määrab tsentrifugaaljõu väärtuse? Jällegi pidage meeles Newtoni teist reeglit. Esimene parameeter, mis mõjutab tsentrifugaaljõu suurust, on loomulikult pöörleva keha mass. Ja teine parameeter on kiirendus, mis kõverjoonelisel liikumisel sõltub pöörlemiskiirusest ja keha poolt kirjeldatud raadiusest. Seda sõltuvust saab kuvada valemina: a=v2/R. Selgub: F=mv2/R. Teadlased on välja arvutanud, et kui meie Maa pöörleks 17 korda kiiremini, tekiks ekvaatoril kaaluta olek ja kui täielik pööre toimuks vaid ühe tunniga, oleks kaalulangus tunda mitte ainult ekvaatoril, vaid ka kõigil meredel. ja sellega külgnevad riigid.

Soovitan: