Sentrifugalkraft (Latin for "flykting") beskriver tendensen til et objekt etter en buet sti for å flyve utover, vekk fra kurvens midtpunkt. Det er egentlig ikke en styrke; det skyldes tröghet - tendensen til et objekt å motstå enhver endring i sin hvilestilling eller bevegelse. Centripetal force er en ekte tvinge som motvirker sentrifugalkraften og forhindrer objektet i å "flyve ut" og holder den i bevegelse i stedet med en jevn hastighet langs en sirkulær bane.
Sentrifugalkraft | Centripetal Force | |
---|---|---|
Betydning | Tendens av et objekt etter en buet sti for å fly vekk fra krumningspunktet. Kan beskrives som "mangel på centripetalkraft". | Kraften som holder et objekt beveger seg med en jevn hastighet langs en sirkulær bane. |
Retning | Langs sirkelens radius, fra senteret mot objektet. | Langs sirkelens radius, fra objektet mot sentrum. |
Eksempel | Mud flyr av et dekk; barn presset ut på en rundkjøring. | Satellitt rundt om i en planet |
Formel | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
Definert av | Chistiaan Hygens i 1659 | Isaac Newton i 1684 |
Er det en ekte kraft? | Nei; Sentrifugalkraft er bevegelsens treghet. | Ja; centripetal kraft holder objektet fra å "fly ut". |
Sentrifugalkraften er ikke en "ekte" kraft - tendensen til å flyve utover observeres fordi gjenstander som beveger seg i en rett linje har en tendens til å fortsette å bevege seg i en rett linje. Dette kalles inerti, og det gjør objekter motstandsdygtige mot kraften som gjør at de beveger seg i en kurve.
Centripetalkraften er en "ekte" kraft. Det tiltrekker objektet mot senteret og forhindrer det fra å "fly ut". Kilden til centripetalkraften avhenger av objektet i spørsmålet. For satellitter i bane kommer kraften fra tyngdekraften. Hvis en gjenstand svinges rundt på et tau, er den sentripetale kraften tilveiebragt ved spenning i tauet, og for en spinnende gjenstand blir kraften tilveiebragt ved intern spenning. For en bil som beveger seg langs en buet, kommer centripetalkraften fra friksjon mellom bilens dekk og veien.
Hvis en gjenstand roterer riktig, vil begge sentrifugal- og sentripetalkreftene være like, slik at gjenstanden ikke beveger seg mot rotasjonssenteret eller utover fra det. Det vil opprettholde en konstant avstand fra sentrum.
Sentripetalkraften styres innover, fra gjenstanden til rotasjonssenteret. Teknisk sett er det rettet ortogonalt mot kroppens hastighet, mot det faste punktet av det øyeblikkelige krumningspunktet av banen.
Sentrifugalkraften er rettet utover; i samme retning som objektets hastighet. For sirkulær bevegelse er hastigheten på et gitt tidspunkt i en tangent til bevegelsesbue.
Begge kreftene beregnes ved å bruke samme formel:
hvor enc er centripetal akselerasjon, m er objektets masse, beveger seg ved hastighet v langs en bane med krumningsradius r.
Noen vanlige eksempler på sentrifugalkraft på jobben er gjørme som flyr av et dekk, og barn føler en kraft som skyver dem utover mens de spinner på en rundkjøring.
Et stort eksempel på sentripetalkraft er rotasjonen av satellitter rundt en planet.
Roller Coaster, et eksempel på Centripetal force in action En satellitt som omkranser planeten ved å bruke centripetalkraften. Illustrasjon av centripetal kraft (rød vektor merket FT, spenningskraft i tauet). Når tauet er kuttet, vil centripetalkraften (spenningen i tauet) ikke lenger virke på gjenstanden. Så det vil ikke lenger bli holdt i den sirkulære banen av FT og vil fly av på en tangent.Kunnskap om sentrifugale og sentripetale krefter kan brukes på mange hverdagsproblemer. For eksempel brukes den til å utforme veier for å hindre slitasje og bedre trekkraft på kurver og tilgangsramper. Det tillates også for oppfinnelsen av sentrifugen, som separerer partikler suspendert i væske ved å spinne testrør ved høye hastigheter.