Siła odśrodkowa: Różnice pomiędzy wersjami

Usunięte 53 bajty ,  7 miesięcy temu
popr
(i)
(popr)
'''Siła odśrodkowa''' – [[siła bezwładności]] występująca w [[układ odniesienia|układzie odniesienia]] obracającym się względem dowolnego [[układUkład odniesieniainercjalny|układzieinercjalnego układu odniesienia]]. Układy takie zalicza się do [[Układ nieinercjalny|układówukładami nieinercjalnychnieinercjalnymi]]{{odn|Wróblewski|Zakrzewski|1984|s=352}}.
 
W układzie odniesienia obracającym się ze środkiem obrotu w początku układu współrzędnych, ze stałą prędkością kątową, siła bezwładności działająca na nieporuszający się punkt materialny określona jest wyrażeniem{{odn|Wróblewski|Zakrzewski|1984|s=349-353}}:
::<math>\mathbf F = - m \boldsymbol\omega \times (\boldsymbol\omega \times \mathbf{x})</math>
 
Wielkości określające ruch ciała względem nieinercjalnego układu odniesienia:
* '''''m''''' – masa ciała,
* <math>\mathbf{x}_\mathrm{B}</math> – [[wektor wodzący]], czyli położenie ciała w tym układzie odniesienia (środka obrotu),
 
Określając położenie punktu w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu, siłę odśrodkową można wyrazić{{odn|Wróblewski|Zakrzewski|1984|s=349-353}}:
: <math>r</math> – promień krzywizny [[tor ruchu|toru]]. [[Wektor]] [[krzywizna krzywej|promienia krzywizny]] ma początek w chwilowym środku obrotu układu (środku [[krzywizna krzywej|krzywizny]] toru ruchu) i zwrócony jest w stronę poruszającego się [[Ciało (fizyka)|ciała]].
: <math>F</math> – siła
 
== Równoważność opisów ==
Jeżeli to samo zagadnienie jest rozpatrywane w inercjalnym układzie odniesienia, to siła odśrodkowa nie występuje, ale w opisie tym ciało porusza się po okręgu pod wpływem [[siła dośrodkowa|siły dośrodkowej]]. Siła dośrodkowa ma taki sam kierunek, taką samą wartość, ale przeciwny zwrot niż siła odśrodkowa. Oba opisy są poprawne, a użycie odpowiednio dobranego układu nieinercjalnego umożliwia rozpatrywanie ciała jako pozostającego w spoczynku{{odn|Wróblewski|Zakrzewski|1984|s=349-353}}.
 
== Przykłady ==
Przykładem jest siła, którą odczuwają znajdujący się w skręcającym samochodzie (względemjadącym po łuku. Względem samochodu są oni w spoczynku, jednak zeskręcający skręcającym samochodemsamochód związany jest nieinercjalnynieinercjalnym układukładem odniesienia)., Siłaobracającym tasię działawzględem wśrodka kierunkukrzywizny prostopadłymtoru doruchu łuku,samochodu pow którym porusza się wybrany układ odniesienia, naukładzie zewnątrzinercjalnym. Podczas skrętu samochodem w lewo, siła ta jest odczuwana jak dodatkowa składowa siły ciążenia działająca na pasażera w prawo. Właśnie ze względu na siłę odśrodkową zakręty na [[Droga (transport)|drogach]], przeznaczone do pokonywania ze znaczną prędkością, profiluje się podnosząc ich zewnętrzną krawędź, podobnie projektuje się także np. trasy saneczkarskie. Dzięki takiemu zabiegowi, w układzie związanym z samochodem [[siła wypadkowa|wypadkowa]] [[siła ciężkości|siły ciążenia]] i siły odśrodkowej ma mniejszą składową równoległą do płaszczyzny jezdni, zmniejszając ryzyko poślizgu i wypadnięcia z zakrętu.
 
Właśnie ze względu na siłę odśrodkową zakręty na [[Droga (transport)|drogach]], przeznaczone do pokonywania ze znaczną prędkością, profiluje się podnosząc ich zewnętrzną krawędź, podobnie projektuje się także np. trasy saneczkarskie. Dzięki takiemu zabiegowi, w układzie związanym z samochodem [[siła wypadkowa|wypadkowa]] [[siła ciężkości|siły ciążenia]] i siły odśrodkowej ma mniejszą składową równoległą do płaszczyzny jezdni, zmniejszając ryzyko poślizgu i wypadnięcia z zakrętu.
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 [[siła dośrodkowa|sile dośrodkowej]]. W przypadku samochodu pokonującego zakręt na nieprofilowanej drodze siłę dośrodkową musi zapewnić poprzeczna do kierunku jazdy [[Tarcie (fizyka)|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.
 
== Przypisy ==