Центростремительная сила

Физика > Центростремительная сила

Центростремительной называют силу, которая создает движение по искривленному пути.

Задача обучения

• Изучите уравнение для центростремительной силы и ускорения.

Основные пункты

• Когда объект пребывает в равномерном круговом перемещении, то постоянно меняет направление и ускоряется (угловое ускорение).
• Сила, влияющая на объект в равномерном круговом движении, воздействует из центра.

Термины

• Центростремительный – направляется к центру.
• Угловая скорость – векторная величина, характеризующая объект в круговом перемещении. Приравнивается к скорости частички, а направление расположено перпендикулярно плоскости кругового движения.

Центростремительная сила приводит к тому, что объект перемещается по искривленному пути. Ярчайший пример – равномерное круговое движение. Это просматривается на орбите земных спутников или петлях на американских горках.

Мы уже знаем, что любая перемена скорости именуется ускорением. Когда тело смещается по круговой траектории, оно все время меняет свое направление, поэтому вызывает стабильную силу. Она действует к центру кривизны и оси вращения. Объект смещается перпендикулярно силе, поэтому его путь называют круглым.

При движении по круговой траектории со стабильной скоростью объект испытывает центростремительную силу. Именно она ускоряет его по направлению к центру

Уравнение выглядит так:

(F_c – центростремительная сила, v – скорость, m – масса, r – радиус пути смещения).

Второй закон Ньютона (F = ma) показывает, что центростремительное ускорение выглядит как:

Центростремительную силу также можно выразить через угловую скорость (насколько быстро тело перемещается по круговой траектории):

F_c = mrω².

---