Jeśli widzisz tę wiadomość oznacza to, że mamy problemy z załadowaniem zewnętrznych materiałów na naszej stronie internetowej.

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

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=v2r.
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=Fm
i podstawmy po lewej stronie przyspieszenie dośrodkowe,
v2r=Fm
Stąd wynika, że siła dośrodkowa musi mieć wartość Fd:
Fd=mv2r
i, tak samo jako przyspieszenie, jest zorientowana do środka ruchu. Ten sam wzór możemy wyrazić za pomocą prędkości kątowej ω, pamiętając że v=rω,
Fd=mrω2

Piłka na uwięzi

Wyobrażmy sobie przyrząd, który znakomicie ilustruje naturę siły dośrodkowej. Masę (m1) 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 (m2); (Rysunek 1).
Rysunek 1: _Źródłem siły dośrodkowej jest masa m2, której ciężar napina nić, ograniczającą ruch masy m1._
Zadanie 1: Niech m1 wynosi 1 kg, promień obrotu równa się 1 m, masa m2=4 kg. Ile wynosi prędkość kątowa ruchu masy m1 zakładając, że układ jest w równowadze (masa m2 nie rusza się w kierunku pionowym) i że tarcie można zaniedbać?

Skręcający samochód

Zadanie 2: Samochód jadący z szybkością 10 m/s wchodzi w płaski zakręt o promieniu 15 m. 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.