Keskipakovoima vs. centripetal-voima

Keskipakoisvoima (Latinalainen kieli "keskipako") kuvaa objektin taipumusta kaarevan reitin jälkeen lentää ulospäin, kaarevan keskikohdan ulkopuolelle. Se ei ole oikeasti voima; se johtuu hitaudesta - esineen taipumuksesta vastustaa lepo- tai liikkumistilan muutoksia. Keskihakuvoima on todellinen voima, joka estää keskipakoisvoiman ja estää esinettä "lentämästä ulos" pitäen sen liikkumisen sijasta tasaisella nopeudella ympyräpolkua pitkin.

Vertailutaulukko

Erot - yhtäläisyydet - Sentrifugaalivoima vs. centripetal Force vertailukaavio

	Keskipakoisvoima	Keskihakuvoima
merkitys	Kaarevaa polkua seuraavan esineen taipumus lentää pois kaarevuuskeskuksesta. Voidaan kuvailla "centripetaalin voiman puutteesta".	Voima, joka pitää esineen liikkumalla tasaisella nopeudella pyöreää polkua pitkin.
Suunta	Ympyrän sädettä pitkin, keskeltä kohti kohdetta.	Ympyrän säteellä, esineestä kohti keskustaa.
esimerkki	Muta lentää renkaasta; lapset työnnettiin ulos risteyksestä.	Satelliitti kiertää planeettaa
Kaava	Fc = mv2 / r	Fc = mv2 / r
Määritelty	Chistiaan Hygens vuonna 1659	Isaac Newton vuonna 1684
Onko se todellinen voima?	Ei; keskipakoisvoima on liikkeen hitaus.	Joo; centripetal-voima estää esineen "lentämästä ulos".

Sisältö: Keskipakovoima vs. centripetaalivoima

• 1 joukot ja inertti
• 2 suunta
• 3 Kaava
• 4 Esimerkkejä keskipakosta vs. centripetal-voimasta
• 5 sovellusta
• 6 Viitteet

Voimat ja inertti

Keskipakoisvoima ei ole ”todellinen” voima - taipumusta lentää ulospäin havaitaan, koska suorassa linjassa liikkuvat esineet pyrkivät edelleen liikkumaan suorassa linjassa. Tätä kutsutaan inertiksi, ja se tekee esineistä vastustuskykyisiä voimalle, joka saa ne liikkumaan käyrässä.

Centripetal-voima on "todellinen" voima. Se houkuttelee esinettä kohti keskustaa ja estää sitä "lentämästä ulos". Centripetaalivoiman lähde riippuu kyseisestä esineestä. Kiertoradalla olevien satelliittien voima tulee painovoimasta. Jos jotakin esinettä pyöritetään köyden ympärillä, keskellä oleva voima aikaansaadaan köyden jännityksellä, ja kehruuhun kuuluvalle esineelle voima saadaan aikaan sisäisestä rasituksesta. Kaaria pitkin liikkuvalle autolle keskiosavoima syntyy auton renkaiden ja tien välisestä kitkasta.

Jos esine pyörii oikein, sekä keskipako- että keskisuuntaiset voimat ovat yhtä suuret, joten esine ei liiku kohti pyörimiskeskusta tai ulospäin siitä. Se ylläpitää vakion etäisyyden keskustasta.

Suunta

Keskisuuntaisen voiman ja nopeuden suunta

Centripetaalivoima on suunnattu sisäänpäin, esineestä kiertokeskipisteeseen. Teknisesti se on suunnattu kohtisuoraan kehon nopeuteen nähden kohti polun hetkellisen kaarevuuskeskuksen kiinteää pistettä.

Keskipakoisvoima on suunnattu ulospäin; samaan suuntaan kuin kohteen nopeus. Ympyräliikkeessä nopeus on tietyssä ajankohdassa tangenssi liikekaarelle.

Kaava

Molemmat voimat lasketaan samalla kaavalla:

missä _C on centripetaalinen kiihtyvyys, m on esineen massa, joka liikkuu nopeudella v polulla, jonka kaarevuussäde on R.

Sentrifugaali vs. Centripetal Force -esimerkit

Joitakin yleisiä esimerkkejä keskipakoisvoimasta työssä ovat muta, joka lentää renkaasta, ja lapset tuntevat voiman, joka työntää heidät ulospäin samalla kun pyörii liikenneympyrällä.

Tärkeä esimerkki centripetaalisesta voimasta on satelliittien kierto planeetan ympäri.

Vuoristorata, esimerkki Centripetal-voimasta toiminnassa Maapallon kiertävä satelliitti kohdistamalla keskisuuntaista voimaa. Kuva keskisäteisestä voimasta (punainen vektori merkitty FT, köyden jännitysvoima). Kun köysi leikataan, keskisuuntainen voima (köyden jännitys) ei enää toimi esineessä. Joten FT ei enää pidä sitä pyöreää polkua ja se lentää tangentissa.

Sovellukset

Keskipako- ja keskiosavoimien tuntemusta voidaan soveltaa moniin päivittäisiin ongelmiin. Sitä käytetään esimerkiksi suunniteltaessa teitä luistumisen estämiseksi ja pitojen parantamiseksi käyrissä ja kulkuramppeissa. Se mahdollisti myös sentrifugin keksinnön, joka erottaa nesteessä suspendoituneet hiukkaset pyörittämällä koeputkia suurilla nopeuksilla.

Viitteet

• Keskipakoisvoima - Phun-fysiikka
• Keskipakovoima, väärä voima - Tiede Joy Wagon
• Centripetal Force, todellinen voima - Tiede Joy Wagon
• Wikipedia: Keskipakovoima
• Wikipedia: Centripetal-voima