Forța centrifugă

Nu confundați cu Forță centripetă.

În mecanica newtoniană, forța centrifugă este o forță aparentă inerțială care pare să acționeze asupra tuturor corpurilor atunci când este considerată într-un sistem de referință în rotație⁠(d). Este îndreptată dinspre o axă care este paralelă cu axa de rotație⁠(d) și trece prin originea sistemului de coordonate. Dacă axa de rotație trece prin originea sistemului de coordonate, forța centrifugă este îndreptată radial spre exterior față de acea axă. Mărimea forței centrifuge F asupra unui obiect de masă m la distanța r de la originea unui sistem de referință care se rotește cu viteza unghiulară ω este

Conceptul de forță centrifugă poate fi aplicat la dispozitive în rotație, cum ar fi centrifuge, pompe centrifuge⁠(d), regulatoare centrifuge⁠(d), ambreiaje centrifugale⁠(d) și în bucle verticale de cale ferată⁠(d) din parcurile de distracții, orbite planetare și curbe supraînălțate⁠(d), când sunt considerate într-un sistem de coordonate în rotație⁠(d).

În mod confuz, termenul a fost uneori folosit și pentru forța de reacțiune centrifugă⁠(d), o forță newtoniană independentă de sistemul de referință, forță care există ca reacțiune la o forță centripetă⁠(d).

În sistemul de referință inerțial (partea de sus a imaginii), bila neagră se mișcă în linie dreaptă. Totuși, observatorul (punctul maro) care stă în sistemul de referință în rotație, neinerțial, (partea inferioară a imaginii), vede obiectul ca urmând o traiectorie curbă datorită forțelor Coriolis și centrifuge, prezente în acest sistem de referință.

Descriere

Forța centrifugă este o forță aparentă exterioară într-un sistem de referință în rotație.[1][2][3][4] Ea nu există atunci când un sistem de corpuri este considerat în raport cu un sistem de referință inerțial.

Toate măsurătorile poziției și vitezei trebuie făcute în raport cu un sistem de referință. De exemplu, o analiză a mișcării unui obiect într-un avion în zbor ar putea fi făcută în raport cu avionul, cu suprafața Pământului sau chiar cu Soarele.[5] Un sistem de referință care este în repaus (sau unul care se mișcă fără rotație și cu viteză constantă) în raport cu stelele fixe⁠(d) este în general considerat un sistem de referință inerțial. Orice sistem poate fi analizat într-un sistem de referință inerțial (fără forțe centrifuge). Totuși, este adesea mai convenabil să se descrie un sistem în rotație folosind un sistem de referință în rotație, în care calculele sunt mai simple, iar descrierile mai intuitive. Când se face această alegere, apar forțe fictive, inclusiv forța centrifugă.

Într-un sistem de referință care se rotește în jurul unei axe care trece prin originea sa toate obiectele, indiferent de starea lor de mișcare, par a fi sub influența unei forțe radiale (dinspre axa de rotație) spre exterior, proporțională cu masa lor, cu distanța față de axa de rotație a sistemului de referință și cu pătratul vitezei unghiulare a sistemului de referință.[6][7] Aceasta este forța centrifugă. Deoarece oamenii simt de obicei forța centrifugă din sistemul de referință în rotație, de exemplu într-un carusel sau un vehicul, aceasta este mult mai cunoscută decât forța centripetă.

Mișcarea față de un sistem de referință în rotație are ca rezultat o altă forță fictivă: forța Coriolis. Dacă viteza unghiulară a sistemului de referință se modifică este necesară o a treia forță fictivă (forța Euler). Aceste forțe fictive sunt necesare pentru formularea ecuațiilor corecte de mișcare într-un sistem de referință în rotație[8][9] și permit ca legile lui Newton să fie folosite în forma lor normală într-un astfel de sistem de referință (cu o singură excepție: forțele fictive nu se supun celei de-a treia legi a lui Newton: nu au reacțiuni egale și opuse).[8] A treia lege a lui Newton cere ca reacțiunile să existe în același sistem de referință, prin urmare forțele centrifugă și centripetă nu sunt de acțiune și reacțiune (cum se susține uneori în mod eronat).

Exemple

Conducerea vehiculului în curbă

O experiență comună care dă naștere la ideea unei forțe centrifuge o au pasagerii dintr-un vehicul, cum ar fi o mașină, care își schimbă direcția. Dacă o mașină se deplasează cu o viteză constantă pe un drum drept, atunci un pasager nu este accelerat și, conform celei de a doua lege a mișcării lui Newton, prin urmare forța rezultantă care acționează asupra lor este nulă (toate forțele care acționează asupra lor se anulează reciproc). Dacă mașina intră într-o curbă spre stânga, pasagerul simte o forță aparentă care pare să-l tragă spre dreapta. Aceasta este forța centrifugă fictivă. Este necesară în sistemul de referință local al pasagerilor pentru a explica tendința lor bruscă de a începe să accelereze spre dreapta în raport cu mașina — o tendință căreia trebuie să-i reziste prin aplicarea unei forțe spre dreapta asupra mașinii (de exemplu, o forță de frecare aplicată scaunului) pentru a rămâne într-o poziție fixă în interior. Deoarece ei împing scaunul spre dreapta, a treia lege a lui Newton spune că scaunul îi împinge spre stânga. Forța centrifugă trebuie cuprinsă în sistemul de referință al pasagerului (în care pasagerul rămâne în repaus): ea contracarează forța spre stânga aplicată pasagerului de către scaun și explică de ce această forță, altfel dezechilibrată, nu îl determină să accelereze.[10] Totuși, ar fi evident pentru un observator staționar care urmărește mișcarea de sus (de pe un pasaj) că forța de frecare exercitată asupra pasagerului de către scaun nu este echilibrată; constituie o forță rezultantă spre stânga, determinând pasagerul să accelereze spre interiorul curbei, așa cum și trebuie pentru a continua să se deplaseze odată cu mașina în loc să meargă în linie dreaptă așa cum ar proceda altfel. Astfel, „forța centrifugă” pe care o simt este rezultatul „tendinței centrifuge”, cauzate de inerție.[11] Efecte similare sunt întâlnite în avioane și roller coastere unde mărimea forței aparente este adesea descrisă prin „G”-uri⁠(d).

Pământ

Pământul constituie un sistem de referință în rotație deoarece se rotește o dată la fiecare 23 de ore și 56 de minute în jurul axei sale. Deoarece rotația este lentă, forțele fictive pe care le produce sunt adesea mici, iar în situațiile de zi cu zi pot fi în general neglijate. Chiar și în calculele care necesită o precizie ridicată, forța centrifugă nu este, în general, inclusă în mod explicit, ci mai degrabă adunată cu forța gravitațională: puterea și direcția „gravitației” locale în orice punct de pe suprafața Pământului este de fapt o combinație de forțe gravitaționale și centrifuge. Totuși acestea, forțele fictive pot fi de dimensiuni arbitrare. De exemplu, într-un sistem de referință legat de Pământ, forța fictivă (rezultanta forțelor Coriolis și centrifugă) este enormă și este responsabilă pentru Soarele care orbitează în jurul Pământului (în sistemul de referință legat de Pământ). Acest lucru se datorează masei și vitezei mari a Soarelui (față de Pământ).

Greutatea unui obiect la poli și la ecuator

Dacă un obiect este cântărit cu un cântar cu arc la unul dintre polii Pământului, există două forțe care acționează asupra obiectului: gravitația Pământului, care acționează în jos, și forța de revenire din arc, egală și opusă, acționând în sus. Deoarece obiectul este staționar și nu accelerează, nu există nicio forță rezultantă care acționează asupra obiectului și forța din arc este egală ca mărime cu greutatea obiectului. În acest caz, cântarul arată valoarea forței gravitaționale asupra obiectului. Este de fapt o combinație de forțe gravitaționale și centrifuge. Totuși, forțele fictive pot fi oricât de mari. De exemplu, într-un sistem de referință legat de Pământ, forța fictivă (rezultanta forțelor Coriolis și centrifugă) este enormă și este responsabilă pentru Soarele care orbitează în jurul Pământului (în sistemul de referință legat de Pământ). Acest lucru se datorează masei și vitezei mari a Soarelui (față de Pământ).

Când același obiect este cântărit la ecuator, aceleași două forțe reale acționează asupra obiectului. Totuși, obiectul se mișcă pe o traiectorie circulară pe măsură ce Pământul se rotește, prin urmare este supus unei accelerații centripete. Când este considerat într-un sistem inerțial (adică unul care nu se rotește cu Pământul), accelerația diferită de zero înseamnă că forța gravitațională nu va fi echilibrată de forța din arc. Pentru a avea o forță rezultantă centripetă, mărimea forței de revenire din arc trebuie să fie mai mică decât mărimea forței gravitaționale. Forța de revenire mai mică din arc se reflectă pe scară ca greutate mai mică — cu aproximativ 0,3 % mai puțin la ecuator decât la poli.[12] În sistemul de referință al Pământului (în care obiectul cântărit este în repaus), obiectul nu pare să accelereze, însă cele două forțe reale, gravitația și forța din arc nu se echilibrează. Forța centrifugă trebuie inclusă pentru ca rezultanta să fie zero, pentru a se potrivi cu lipsa aparentă de accelerație.

Notă: De fapt, diferența de greutate observată este mai mare — aproximativ 0,53 %. Gravitația Pământului este puțin mai mare la poli decât la ecuator, deoarece Pământul nu este o sferă perfectă, deci un obiect de la poli este puțin mai aproape de centrul Pământului decât unul de la ecuator; acest efect se combină cu forța centrifugă pentru a produce diferența de greutate observată.[13]

Note

  1. ^ en Richard T. Weidner and Robert L. Sells (). Mechanics, mechanical waves, kinetic theory, thermodynamics (ed. 2). Allyn and Bacon. p. 123. 
  2. ^ en Restuccia, S.; Toroš, M.; Gibson, G. M.; Ulbricht, H.; Faccio, D.; Padgett, M. J. (). „Photon Bunching in a Rotating Reference Frame”. Physical Review Letters. 123 (11): 110401. arXiv:1906.03400Accesibil gratuit. Bibcode:2019PhRvL.123k0401R. doi:10.1103/physrevlett.123.110401. PMID 31573252. 
  3. ^ en John Robert Taylor (). Classical Mechanics. Sausalito CA: University Science Books. p. Chapter 9, pp. 344 ff. ISBN 978-1-891389-22-1. 
  4. ^ en Kobayashi, Yukio (). „Remarks on viewing situation in a rotating frame”. European Journal of Physics. 29 (3): 599–606. Bibcode:2008EJPh...29..599K. doi:10.1088/0143-0807/29/3/019. 
  5. ^ en David P. Stern (). „Frames of Reference: The Basics”. From Stargazers to Starships. Goddard Space Flight Center Space Physics Data Facility. Arhivat din original la . Accesat în . 
  6. ^ en „Centrifuge”. Encyclopædia Britannica. . 
  7. ^ en The Feynman Lectures on Physics Vol. I Ch. 12: Characteristics of Force
  8. ^ a b en Alexander L. Fetter; John Dirk Walecka (). Theoretical Mechanics of Particles and Continua. Courier Dover Publications. pp. 38–39. ISBN 978-0-486-43261-8. 
  9. ^ en Jerrold E. Marsden; Tudor S. Ratiu (). Introduction to Mechanics and Symmetry: A Basic Exposition of Classical Mechanical Systems. Springer. p. 251. ISBN 978-0-387-98643-2. 
  10. ^ en „Centrifugal force”. Encyclopædia Britannica. . Accesat în . 
  11. ^ en Knight, Judson (). Schlager, Neil, ed. Centripetal Force. Science of Everyday Things, Volume 2: Real-Life Physics. Thomson Learning. p. 47. Accesat în . 
  12. ^ en "Curious About Astronomy?" Arhivat în , la Wayback Machine., Cornell University, retrieved June 2007
  13. ^ en Boynton, Richard (). Precise Measurement of Mass (PDF). Arlington, Texas: S.A.W.E., Inc. Arhivat din original (PDF) la . Accesat în . 

Vezi și

Legături externe

Read other articles:

Artur Nikolayevich ChilingarovArtur Nikolayevich Chilingarov mengunjungi Arkangelsk (22 Agustus 2009)Lahir25 September 1939 (umur 84)Leningrad, SFSR Rusia, Uni Soviet (sekarang St. Petersburg, Rusia)KebangsaanRusiaTahun aktif1963–sekarangDikenal atasPenjelajahan kutubPenghargaanPahlawan Uni SovietPahlawan RusiaOrdo LeninTanda tangan Artur Nikolayevich Chilingarov (Rusia: Артур Николаевич Чилингаровcode: ru is deprecated ; lahir 25 September 1939) adalah s...

 

 

Ini adalah nama Karo, marganya adalah Sitepu. Mehulika SitepuBerkas:Mehulika Sitepu.jpgLahir16 Juni 1980 (umur 43) Jakarta, IndonesiaPekerjaanPembawa acaraDikenal atasPresenter berita TV Mehulika Sitepu (lahir 16 Juni 1980) adalah pembawa acara berita Indonesia. Ia menjadi pembawa acara dalam program berita Lensa Indonesia Pagi dan Lensa Indonesia Sore di RTV. Karier Sejak 3 Mei 2014, dia bersama Prabu Revolusi dan Reinhard Sirait menjadi penyiar berita utama dalam acara Lensa Indonesia ...

 

 

This is a list of launches made by the R-7 Semyorka ICBM, and its derivatives between 2000 and 2004. All launches are orbital satellite launches, unless stated otherwise. Contents 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2...

Stasiun Hayato隼人駅Stasiun Hayato pada Mei 2018LokasiHayato-Chō Mitsugi, Kirishima(鹿児島県霧島市隼人町見次)Prefektur KagoshimaJepangKoordinat31°44′38″N 130°44′23″E / 31.7438°N 130.7397°E / 31.7438; 130.7397Koordinat: 31°44′38″N 130°44′23″E / 31.7438°N 130.7397°E / 31.7438; 130.7397Operator JR KyushuJalur ■ Jalur Utama Nippō ■ Jalur Hisatsu Letak434.7 km dari KokuraJumlah peron1 peron samping + 1...

 

 

Brad Friedel Informasi pribadiNama lengkap Bradley Howard FriedelTanggal lahir 18 Mei 1971 (umur 52)Tempat lahir Lakewood, Ohio, United StatesTinggi 6 ft 3 in (1,91 m)Posisi bermain Penjaga gawangKarier junior1990–1992 UCLAKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)1994–1995 USSF 0 (0)1994 → Newcastle United (loan) 0 (0)1995 → Brøndby (pinjaman) 0 (0)1995–1996 Galatasaray 30 (0)1996–1997 Columbus Crew 38 (0)1997–2000 Liverpool 25 (0)2000–2008 Blackburn Rovers 28...

 

 

Ini adalah nama Batak Toba, marganya adalah Situngkir. Wilda SitungkirLahirWilda Octaviana Situngkir27 Oktober 1995 (umur 28)Pontianak, Kalimantan Barat, IndonesiaAlmamaterUniversitas Panca BhaktiPekerjaanModelratu kecantikanaktrisTinggi173 cm (5 ft 8 in)[1]Pemenang kontes kecantikanGelar Puteri Indonesia Kalimantan Barat 2018 Puteri Indonesia Pariwisata 2018(Miss Supranational Indonesia 2018) Warna rambutHitamWarna mataHitamKompetisiutama Miss Earth Indonesia 2017...

1953 aviation accident Transocean Air Lines Flight 512A Douglas DC-6A similar to the crash aircraftAccidentDateJuly 12, 1953SummaryUndetermined (aircraft never recovered)SiteApprox. 630 km (340 nmi) east of Wake Island, Pacific OceanAircraftAircraft typeDouglas DC-6AOperatorTransocean AirlinesRegistrationN90806Flight originGuam, US Territory1st stopoverWake Island, US Territory2nd stopoverHonolulu, Hawaii, US (Territory in 1953)DestinationOakland, California, USPassengers50Crew8Fatalitie...

 

 

Questa voce sugli argomenti allenatori di calcio ungheresi e calciatori ungheresi è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti dei progetti di riferimento 1, 2. Márton Bukovi Bukovi nel 1976, durante un'intervista per la radio Nazionalità  Ungheria Calcio Ruolo Attaccante Termine carriera 1935 - giocatore1967 - allenatore Carriera Squadre di club1 1920-1925 Ékszerészek? (?)1925-1926 Alba Roma16 (23)1926-1933&...

 

 

B

  此條目介紹的是拉丁字母中的第2个字母。关于其他用法,请见「B (消歧义)」。   提示:此条目页的主题不是希腊字母Β、西里尔字母В、Б、Ъ、Ь或德语字母ẞ、ß。 BB b(见下)用法書寫系統拉丁字母英文字母ISO基本拉丁字母(英语:ISO basic Latin alphabet)类型全音素文字相关所属語言拉丁语读音方法 [b][p][ɓ](适应变体)Unicode编码U+0042, U+0062字母顺位2数值 2歷史發...

Aleksandr Yeliseyev With Krylia Sovetov in 2012Informasi pribadiNama lengkap Aleksandr Vladimirovich YeliseyevTanggal lahir 15 November 1991 (umur 32)Tinggi 1,83 m (6 ft 0 in)Posisi bermain GelandangInformasi klubKlub saat ini Krylia Sovetov SamaraNomor 32Karier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)2009 FC Moscow (reserves) 2010– Krylia Sovetov Samara 14 (1)2011–2012 → Shinnik (loan) 21 (2) * Penampilan dan gol di klub senior hanya dihitung dari liga domestik dan akura...

 

 

Some of this article's listed sources may not be reliable. Please help improve this article by looking for better, more reliable sources. Unreliable citations may be challenged and removed. (March 2022) (Learn how and when to remove this message) Timeline of the war in Donbas201420152016201720182019202020212022 This is a timeline of the war in Donbas for the year 2021. January–March 1 January: The Ukrainian press centre of the Ukrainian Joint Forces reported nine pro-Russian violations of ...

 

 

Modul Lexus IS 250 dengan tombol asisten darurat (SOS) Safety Connect Safety Connect adalah sistem telematika berbasis subskripsi yang diperkenalkan oleh Toyota Motor Corporation tahun 2009 untuk merek Toyota dan Lexus. Sistem ini menyediakan fasilitas komunikasi, roadside assistance, keamanan kendaraan, diagnostik jarak jauh, dan berbagai layanan lainnya. Tidak seperti Lexus Link yang ada pada model-model Lexus sebelumnya, sistem Safety Connect bersifat eksklusif dan tidak perlu lisensi dari...

ХристианствоБиблия Ветхий Завет Новый Завет Евангелие Десять заповедей Нагорная проповедь Апокрифы Бог, Троица Бог Отец Иисус Христос Святой Дух История христианства Апостолы Хронология христианства Раннее христианство Гностическое христианство Вселенские соборы Н...

 

 

Public beach in Revere, Massachusetts, U.S. Revere Beach ReservationRevere Beach in 2004Location in MassachusettsShow map of MassachusettsRevere Beach (the United States)Show map of the United StatesLocationSuffolk, Massachusetts, U.S.Coordinates42°25′30″N 70°58′58″W / 42.42500°N 70.98278°W / 42.42500; -70.98278[1]Area84 acres (34 ha)[2]Elevation10 ft (3.0 m)[1]Established1896OperatorMassachusetts Department of Conserv...

 

 

Infection transmitted through human sexual behavior STD redirects here. For other uses, see STD (disambiguation). Sexually transmitted infections redirects here. For the journal, see Sexually Transmitted Infections (journal). Sexual disease redirects here. Not to be confused with sexual dysfunction. Medical conditionSexually transmitted infectionOther namesSexually transmitted disease (STD);Venereal disease (VD)Condom Museum, BangkokSpecialtyInfectious diseaseSymptomsNone, vaginal discharge, ...

Princeton Chert est une localité en Colombie-Britannique, Canada. Elle présente l'une des collections de plantes fossiles les mieux préservées de l'Éocène dans le monde, avec une particulière abondance et diversité des espèces[1],[2],[3]. Gros plan de l'affleurement du Chert de Princeton montrant des cendres volcaniques (couche blanche à la base), du charbon tourbeux (couche foncée) et des couches de Chert (gris). Le site se trouve sur la rive est de la rivière Similkameen, au sud...

 

 

Player selection process This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: 2014 WNBA draft – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (July 2014) (Learn how and when to remove this message) 2014 WNBA draftGeneral informationSportBasketballDate(s)April 14, 2014LocationMohegan Sun Arena, Uncasville, Connectic...

 

 

Legality, use and culture of cannabis in the U.S. state of West Virginia Governor Jim Justice signs the Medical Cannabis Act on April 19, 2017. Cannabis in West Virginia is illegal for recreational use, but partially decriminalized in the city of Morgantown.[1] Possession of small amounts is a misdemeanor crime.[2] Medical use was legalized in 2017 through legislation signed by Governor Jim Justice. Medical cannabis Medical cannabis bills were introduced in West Virginia in ea...

2015 single by One DirectionPerfectSingle by One Directionfrom the album Made in the A.M. Released16 October 2015RecordedJuly 2015Length3:50LabelSycoSonySongwriter(s)Harry StylesLouis TomlinsonJesse ShatkinJacob KasherJohn RyanMaureen Anne McDonaldJulian BunettaProducer(s)Julian BunettaShatkinAFTERHRSOne Direction singles chronology Drag Me Down (2015) Perfect (2015) History (2015) One Direction EP chronology Live While We’re Young EP(2012) Perfect(2015) Music videoPerfect on YouTube Perfe...

 

 

St Michael and All Angels Church, Blantyre Mission in Blantyre, Malawi Livingstonia Mission Church According to the 2018 census, 77.3% of the population is Christian. Denominations include Roman Catholics at 17.2% of the total population, Central Africa Presbyterians at 14.2%, Seventh-day Adventist at 9.4%, Anglicans at 2.3%, Pentecostals at 7.6% and other denominations at 26.6%.[1][2] Of the Protestant churches the Church of Central Africa, Presbyterian is one of the largest...