Siła odśrodkowa - Polski Serwis Naukowy

Siła odśrodkowa w fizyce – jedna z sił bezwładności występująca w obracających się układach odniesienia. Układy takie zalicza się do układów nieinercjalnych.

Siła odśrodkowa wyrażona jest wzorem: ${\mathbf F} = \frac{m v^2} {r} \frac{\mathbf r}{r} = {m \omega^2} {\mathbf r}$

Wartość siły określają wzory $F = \frac{m v^2} r = {m \omega^2} r$

gdzie:

m – masa,

v – prędkość,

ω = v/r – chwilowa prędkość kątowa,

r – promień krzywizny toru. Wektor promienia krzywizny ma początek w chwilowym środku obrotu układu (środku krzywizny toru ruchu) i zwrócony jest w stronę poruszającego się ciała.

Przykłady

Przykładem jest siła, którą odczuwamy siedząc w skręcającym samochodzie (względem samochodu jesteśmy w spoczynku, jednak skręcający samochód jest nieinercjalnym układem odniesienia). Siła ta działa w kierunku "na zewnątrz" łuku, po którym porusza się wybrany układ odniesienia, czyli np. na huśtawce jako dodatkowy ciężar, a podczas skrętu samochodem na poziomej (nieprofilowanej) drodze w lewo, siłę tę odczuwamy jak dodatkową składową siły ciążenia ciągnącą nas w prawo. Właśnie ze względu na siłę odśrodkową zakręty na drogach, przeznaczone do pokonywania ze znaczną prędkością, profiluje się podnosząc ich zewnętrzną krawędź, podobne projektuje się także np. trasy saneczkarskie. Dzięki takiemu zabiegowi, w układzie związanym z samochodem wypadkowa siły ciążenia i siły odśrodkowej ma mniejszą składową równoległą do płaszczyzny jezdni, zmniejszając ryzyko poślizgu i wypadnięcia z zakrętu.

Siła wypadkowa jest to siła, która zastępuje działanie kilku sił, przyłożonych do tego samego ciała. Siła wypadkowa powoduje zmianę pędu ciała, zgodnie z drugą zasadą dynamiki.

Tor ruchu (trajektoria) w kinematyce - krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.

Jeżeli to samo zagadnienie jest rozpatrywane w inercjalnym układzie odniesienia, to siła odśrodkowa nie występuje, ale wówczas ciało to porusza się po okręgu i by pozostało w ruchu po okręgu musi na nie działać siła o wartości równej sile dośrodkowej. W przypadku samochodu pokonującego zakręt na nieprofilowanej drodze siłę dośrodkową musi zapewnić poprzeczna do kierunku jazdy siła tarcia opon o nawierzchnię. Gdy będzie ona zbyt mała (np. na mokrej lub oblodzonej drodze), dojdzie do poślizgu i samochód zacznie poruszać się po łuku o promieniu większym niż promień zakrętu, lub wręcz po prostej.

Siła dośrodkowa - w fizyce siła powodująca zakrzywianie toru ruchu ciała, skierowana wzdłuż normalnej (prostopadle) do toru, w stronę środka jego krzywizny. Wartość siły określa wzór:

Droga – wydzielony pas terenu składający się z jezdni, pobocza, chodnika, drogi dla pieszych lub drogi dla rowerów, łącznie z torowiskiem pojazdów szynowych znajdującym się w obrębie tego pasa. Przeznaczona do ruchu pojazdów, ruchu pieszych, jazdy wierzchem lub pędzenia zwierząt. (Kodeks Drogowy Art.2 ust.1)

Zobacz też

siła dośrodkowa

ruch obrotowy