Dynamika ruchu po okręgu
W ruchu jednostajnym po okręgu z uwagi na ciągłą zmianę kierunku prędkości mamy do czynienia z przyspieszeniem dośrodkowym. Na ciało doznające przyspieszenia dośrodkowego musi więc działać siła o stałej wartości i zwrócona do środka okręgu (toru ruchu). Jest to siła dośrodkowa, której wartość opisana jest wzorem:

gdzie:
- m - masa ciała,
- v - prędkość liniowa ciała,
- r - promień toru ruchu.
Możemy siłę dośrodkową wyrazić w nieco inny sposób:

Przykład
Przykładem siły dośrodkowej w przypadku ruchu Ziemi po orbicie okołosłonecznej jest siła grawitacji między naszą planetą a Słońcem.
Siła odśrodkowa bezwładności
W nieinercjalnym układzie odniesienia, jakim jest układ związany z ciałem poruszającym się po okręgu pojawia się szczególny przypadek siły bezwładności - siła odśrodkowa bezwładności, której wartość jest równa:

Siła ta ma zwrot przeciwny do siły dośrodkowej. Pamiętaj, że jest to siła pozorna.
Pytania
Czy siła dośrodkowa i odśrodkowa bezwładności równoważą się?
Nie, dlatego, że siła bezwładności jest siłą pozorną, związaną z rozpatrywaniem ruchu w nieinercjalnym układzie odniesienia. Siła dośrodkowa pojawia się przy opisie ruchu w inercjalnym układzie odniesienia. Nie mogą się więc pojawić w prawidłowym opisie dynamiki ruchu ciała w jednym układzie odniesienia obie siły jednocześnie.
Czy można podać przykład, w którym siła odśrodkowa bezwładności równoważy się z inną siłą?
Tak właśnie tłumaczy się stan nieważkości. Siła grawitacji działająca na astronautów jest równoważona przez siłę odśrodkową bezwładności, która pojawia się w układzie statku kosmicznego, poruszającym się po orbicie kołowej, a więc stanowi nieinercjalny układ odniesienia dla astronautów.
Inne zagadnienia z tej lekcji
© medianauka.pl, 2017-01-17, A-3389