Tsentrifugaaljõud (Ladina keeles tähendab "keset põgenemist") kirjeldab objekti kalduvust kõverdatud teele lendama väljapoole, kõvera keskelt eemale. See pole tegelikult jõud; see tuleneb inertsist - objekti kalduvus seista vastu puhke- või liikumisseisundi muutustele. Tsentripetaalne jõud on päris jõud, mis on vastu tsentrifugaaljõule ja takistab objekti "välja lendamist", hoides selle asemel ühtlast kiirust ringikujulisel teel liikumas.
Tsentrifugaaljõud | Tsentripetaaljõud | |
---|---|---|
Tähendus | Objekti kalduvus kõverdatud teele kipub kumeruse keskmest eemale lendama. Võib kirjeldada kui tsentrifuugse jõu puudumist. | Jõud, mis hoiab objekti ühtlasel kiirusel liikuvat ringikujulist rada. |
Suund | Mööda ringi raadiust, keskelt objekti poole. | Mööda ringi raadiust, objektist keskpunkti poole. |
Näide | Muda lendab rehvi küljest lahti; lapsed lükati ringteelt välja. | Planeet tiirleb satelliit |
Valem | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
Määratlenud | Chistiaan Hygens 1659. aastal | Isaac Newton 1684. aastal |
Kas see on tõeline jõud? | Ei; tsentrifugaaljõud on liikumise inerts. | Jah; tsentripetaaljõud hoiab objekti "välja lendamast". |
Tsentrifugaaljõud ei ole “päris” jõud - täheldatakse kalduvust väljapoole lennata, kuna sirgjooneliselt liikuvad objektid kipuvad liikuma sirgjooneliselt edasi. Seda nimetatakse inertsiks ja see muudab objektid vastupidavaks jõule, mis paneb nad liikuma kõveras.
Tsentripetaaljõud on "päris" jõud. See meelitab objekti keskpunkti poole ja takistab sellel "välja lendamast". Tsentripetaalse jõu allikas sõltub kõnealusest objektist. Orbiidil olevate satelliitide puhul tuleb jõud raskusjõust. Kui mingi objekt köiega ümber trossi keeratakse, tekitab tsentripetaaljõu trossi pinge ja ketrusobjekti jaoks annab jõu sisemine pinge. Kaarega liikuva auto puhul tuleb tsentrifuugjõud autorehvide ja tee vahelise hõõrdumise tagajärjel.
Kui objekt pöörleb õigesti, on nii tsentrifugaal- kui ka tsentrifuugjõud võrdsed, nii et objekt ei liigu pöördekeskme poole ega sellest välja. See hoiab ühtlast kaugust keskusest.
Tsentripetaaljõud on suunatud sissepoole, objektist pöördekeskmesse. Tehniliselt on see suunatud kere kiirusega risti, suunaga tee kumerushetke hetkepunkti fikseeritud punkti poole.
Tsentrifugaaljõud on suunatud väljapoole; objekti kiirusega samas suunas. Ümmarguse liikumise korral on kiirus igal ajahetkel liikumiskaare puutuja.
Mõlemad jõud arvutatakse sama valemi abil:
kus ac on tsentripetaalne kiirendus, m on objekti mass, liikudes kiirusel v mööda kõverusraadiusega rada r.
Mõned levinumad tsentrifugaaljõu näited tööl on rehvi alt lendav muda ja lapsed tunnevad, et ringteel keerutades jõutakse neid väljapoole.
Tsentripetaalse jõu suur näide on satelliitide pöörlemine planeedi ümber.
Roller Coaster, näide tsentripetaalse jõu rakendamisest Satelliit, mis tiirleb planeedil tsentripetaalse jõu rakendamisel. Tsentripetaalse jõu illustratsioon (punane vektor tähisega FT, trossi pingutusjõud). Trossi lõikamisel ei mõju tsentripetaalne jõud (trossi pinge) enam objektile. Nii et FT ei hoia seda ringteel enam ja lendab läbi puutuja.Tsentrifugaal- ja tsentrifugaaljõudude tundmist saab rakendada paljude igapäevaste probleemide lahendamisel. Näiteks kasutatakse seda teede projekteerimisel libisemise vältimiseks ja kurvide ja sissesõiduplatside veojõu parandamiseks. See võimaldas leiutada ka tsentrifuugi, mis eraldab vedelikus suspendeerunud osakesed katseklaasi keerutamisel suurtel kiirustel.