If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Co to jest siła dośrodkowa?

Co to jest siła dośrodkowa i jak ją obliczyć. Tłumaczenie na język polski: fundacja Edukacja dla Przyszłości.

Co to jest siła dośrodkowa?

Siła dośrodkowa to wypadkowa siła, która sprawia, że obiekt porusza się po torze w kształcie okręgu.
A artykule pod tytułem Co to jest przyspieszenie dośrodkowe, analizujemy ruch po okręgu o promieniu r ze stałą szybkością v i dochodzimy do wniosku, że taki ruch charakteryzuje się przyspieszeniem dośrodkowym, skierowanym do środka okręgu,
a, equals, start fraction, v, squared, divided by, r, end fraction.
W tym artykule zajmiemy się szukaniem odpowiedzi na pytanie skąd bierze się to przyspieszenie. Z pierwszej zasady dynami Newtona wynika, że aby obiekt zmienił kierunek ruchu, konieczna jest siła zewnętrzna. W przypadku ruchu po okręgu ta zewnętrzna siła to właśnie siła dośrodkowa.
Siła dośrodkowa nie jest rodzajem oddziaływań fundamentalnych, jest po prostu nazwą działającej na dane ciało wypadkowej siły, która powoduje, że porusza się ono po torze w kształcie okręgu. Siłami dośrodkowymi są siła napięcia nici, utrzymującej stały promień ruchu przymocowanej do niej piłki, albo siła grawitacji, z jaką Ziemia przyciąga krążącego wokół niej satelitę. Siła dośrodkowa może być także wypadkową różnych sił, które dodając się (pamiętaj, że siły są wektorami i dodajemy je jak wektory) i w rezultacie dają siłę wypadkową działającą w kierunku środka toru ruchu w kształcie okręgu.
Spójrzmy na to z punktu widzenia 2 zasady dynami Newtona :
a, equals, start fraction, F, divided by, m, end fraction
i podstawmy po lewej stronie przyspieszenie dośrodkowe,
start fraction, v, squared, divided by, r, end fraction, equals, start fraction, F, divided by, m, end fraction
Stąd wynika, że siła dośrodkowa musi mieć wartość F, start subscript, d, end subscript:
F, start subscript, d, end subscript, equals, start fraction, m, v, squared, divided by, r, end fraction
i, tak samo jako przyspieszenie, jest zorientowana do środka ruchu. Ten sam wzór możemy wyrazić za pomocą prędkości kątowej omega, pamiętając że v, equals, r, omega,
F, start subscript, d, end subscript, equals, m, r, omega, squared

Piłka na uwięzi

Wyobrażmy sobie przyrząd, który znakomicie ilustruje naturę siły dośrodkowej. Masę (m, start subscript, 1, end subscript) przymocowano do cienkiej, lekkiej nici, i wprawiono w ruch obrotowy tak jak na rysunku. Nić przechodzi przez odpowiednio wyprofilowaną i wykonaną z gładkiego materiału tubę, a na drugim końcu nici umocowano przeciwwagę o masie (m, start subscript, 2, end subscript); (Rysunek 1).
Rysunek 1: Źródłem siły dośrodkowej jest masa m, start subscript, 2, end subscript, której ciężar napina nić, ograniczającą ruch masy m, start subscript, 1, end subscript.
Rysunek 1: _Źródłem siły dośrodkowej jest masa m, start subscript, 2, end subscript, której ciężar napina nić, ograniczającą ruch masy m, start subscript, 1, end subscript._
Zadanie 1: Niech m, start subscript, 1, end subscript wynosi 1, space, k, g, promień obrotu równa się 1, space, m, masa m, start subscript, 2, end subscript, equals, 4, space, k, g. Ile wynosi prędkość kątowa ruchu masy m, start subscript, 1, end subscript zakładając, że układ jest w równowadze (masa m, start subscript, 2, end subscript nie rusza się w kierunku pionowym) i że tarcie można zaniedbać?

Skręcający samochód

Zadanie 2: Samochód jadący z szybkością 10, start text, space, m, slash, s, end text wchodzi w płaski zakręt o promieniu 15, start text, space, m, end text. Ile wynosi minimalna wartość współczynnika tarcia pomiędzy oponami samochodu a nawierzchnią drogi, przy której samochód przejedzie ten zakręt bez poślizgu?

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.