כוח צנטריפוגלי: מה זה ואיך זה עובד?

כוח צנטריפוגלי: מה זה ואיך זה עובד?
כוח צנטריפוגלי: מה זה ואיך זה עובד?
Anonim

כפי שאתה יודע, מקובל שכל גוף פיזי שומר על מצב מנוחה או תנועה ישרה אחידה עד שהוא נתון לפגיעה כלשהי מבחוץ. הכוח הצנטריפוגלי אינו אלא ביטוי של חוק האינרציה האוניברסלי הזה. בחיינו, הוא נמצא לעתים קרובות כל כך עד שאנו כמעט לא שמים לב אליו ומגיבים אליו ברמה התת מודע.

כח צנטריפוגלי
כח צנטריפוגלי

קונספט

הכוח הצנטריפוגלי הוא סוג של השפעה שיש לנקודה פיזית על הכוחות המגבילים את חופש תנועתה ומאלצים אותה לנוע בצורה עקמומית ביחס לגוף המחבר אותה. מכיוון שווקטור התזוזה של גוף כזה משתנה כל הזמן, גם אם המהירות המוחלטת שלו נשארת ללא שינוי, ערך התאוצה לא יהיה אפס. לכן, בשל החוק השני של ניוטון, הקובע את תלות הכוח במסה ובהאצה של הגוף, וכןיש כוח צנטריפוגלי. עכשיו בואו נזכור את הכלל השלישי של הפיזיקאי האנגלי המפורסם. לדבריו, בטבע כוחות קיימים בזוגות, כלומר הכוח הצנטריפוגלי חייב להיות מאוזן על ידי משהו. אכן, חייב להיות משהו שמשאיר את הגוף במסלול העקום שלו! אז זהו, במקביל לכוח הצנטריפוגלי, הכוח הצנטריפטלי פועל גם על העצם המסתובב. ההבדל ביניהם הוא שהראשון מחובר לגוף, והשני - לחיבור שלו עם הנקודה שסביבה מתבצע הסיבוב.

פעולה של כוח צנטריפוגלי
פעולה של כוח צנטריפוגלי

היכן באה לידי ביטוי פעולת הכוח הצנטריפוגלי

כדאי לפרוק משא קטן שנקשר לחוט ביד, ברגע שמתחילים להרגיש את המתח של החוט. אם לא היה כוח אלסטי, השפעת הכוח הצנטריפוגלי הייתה מביאה לשבירת החבל. בכל פעם שאנו נעים בשביל מעגלי (באופניים, רכב, חשמלית וכו') נלחצים בכיוון ההפוך מהפנייה. לכן, במסלולים מהירים, בקטעים עם פניות חדות, למסלול יש שיפוע מיוחד כדי להעניק יציבות רבה יותר למרוכבים המתחרים. הבה נבחן דוגמה מעניינת נוספת. מכיוון שהכוכב שלנו מסתובב סביב צירו, הכוח הצנטריפוגלי פועל על כל אובייקט שנמצא על פני השטח שלו. כתוצאה מכך, הדברים הופכים קצת יותר קלים. אם לוקחים משקל של 1 ק"ג ומעבירים אותו מהקוטב לקו המשווה, משקלו יקטן ב-5 גרם. עם ערכים דלים כל כך, נסיבה זו נראית חסרת משמעות. עם זאת, עם עלייה במשקל, ההבדל הזה גדל. לדוגמה,קטר קיטור שיגיע לאודסה מארכינגלסק יהפוך לקל יותר ב-60 ק"ג, וספינת קרב במשקל 20,000 טון, שנסעה מהים הלבן לים השחור, תהפוך לקלה ב-80 טון! למה זה קורה?

גודל הכוח הצנטריפוגלי
גודל הכוח הצנטריפוגלי

כי הכוח הצנטריפוגלי הנובע מסיבוב כוכב הלכת שלנו נוטה לפזר את כל מה שנמצא עליו מפני השטח של כדור הארץ. מה קובע את ערך הכוח הצנטריפוגלי? שוב, זכור את הכלל השני של ניוטון. הפרמטר הראשון שמשפיע על גודל הכוח הצנטריפוגלי הוא כמובן מסת הגוף המסתובב. והפרמטר השני הוא התאוצה, אשר בתנועה עקמומית תלויה במהירות הסיבוב וברדיוס המתואר על ידי הגוף. תלות זו יכולה להיות מוצגת כנוסחה: a=v2/R. מסתבר: F=mv2/R. מדענים חישבו שאם כדור הארץ שלנו היה מסתובב פי 17 מהר יותר, אז יהיה חוסר משקל בקו המשווה, ואם מהפכה שלמה מתרחשת תוך שעה אחת בלבד, אזי הירידה במשקל תורגש לא רק בקו המשווה, אלא גם בכל הימים. ומדינות, הסמוכות לו.

מוּמלָץ: