Сила відцентрова: що це таке і як вона діє?

Як відомо, будь-якому фізичному тілу властиво зберігати свій стан спокою або рівномірного прямолінійного руху до тих пір, поки на нього не буде вироблено якесь вплив ззовні. Сила відцентрова - це не що інше, як прояв цього універсального закону інерції. У нашому житті вона виявляється так часто, що ми її практично не помічаємо і реагуємо на неї на рівні підсвідомості.

Поняття

Сила відцентрова - це своєрідне вплив, який чинить фізична точка на сили, що сковують свободу її переміщення і змушують рухатися криволінійно щодо сполучного її тіла. Оскільки вектор переміщення такого тіла постійно змінюється, то навіть у тому випадку, коли його абсолютна швидкість залишається незмінною, величина прискорення не дорівнюватиме нулю. Тому внаслідок другого закону Ньютона, який встановлює залежність сили від маси і прискорення тіла, і виникає сила відцентрова. Тепер згадаємо про третій правилі знаменитого англійського фізика. Згідно з ним в природі сили існують парами, а значить, сила відцентрова повинна чимось врівноважуватися. Справді, повинно ж бути щось, що утримує тіло на його криволінійної траєкторії! Так і є, в парі з відцентрової на крутиться об'єкт також діє сила доцентрова. Відмінність між ними в тому, що перша прикладена до тіла, а друга - до його зв'язки з точкою, навколо якої відбувається обертання.

Де проявляється дія відцентрової сили

Варто розкрутити рукою невеликий вантаж, який прив'язаний до мотузки, як відразу починає відчуватися натяг мотузки. Якби не існувало сили пружності, вплив відцентрової сили призвело б до розриву мотузки. Кожен раз, коли ми рухаємося по круговому шляху (на велосипеді, машині, трамваї і т.д.), нас притискає в протилежну від повороту сторону. Тому на швидкісних треках, на ділянках з крутими поворотами траса має спеціальний нахил для надання більшої стійкості змагаються гонщикам. Розглянемо ще один цікавий приклад. Оскільки наша планета обертається навколо осі, то відцентрова сила впливає на будь-які об'єкти, які знаходяться на її поверхні. Внаслідок цього всі речі стають трохи легше. Якщо взяти гирю вагою в 1кг і перенести її з полюса на екватор, то її вага зменшиться на 5 грам. При таких мізерних величинах ця обставина здається несуттєвим. Однак зі збільшенням ваги така різниця зростає. Приміром, паровоз, який прибув до Одеси з Архангельська, стане легше на 60 кг, а лінійний корабель масою в 20 тисяч тонн, пройшовши шлях з Білого моря в Чорне, стане легше на цілих 80 тонн! Чому це відбувається? Тому що відцентрова сила, що виникає від обертання нашої планети, прагне розкидати з поверхні Землі все, що на ній знаходиться. Від чого залежить величина відцентрової сили? Знову згадуємо друге правило Ньютона. Першим параметром, що впливає на величину відцентрової сили, звичайно ж, є маса тіла, що обертається. А другий параметр - це прискорення, яке в криволінійному русі залежить від швидкості обертання і радіусу, описуваного тілом. Ця залежність може бути відображена у вигляді формули: а = v²/ R. Виходить: F = m * v²/ R. Вчені вирахували, що якби наша Земля оберталася раз в 17 швидше, то на екваторі була б невагомість, а якби повний оборот відбувався всього за одну годину, то втрату ваги відчули б не тільки на екваторі, а й у всіх морях і країнах, які з ним межують.