Сила відцентрова: визначення 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 зроблено який-небудь 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 своєрідний вплив, який чинить фізична точка на сили, що сковують свободу її переміщення і змушують рухатися криволінійно щодо зв’язуючого її тіла. Оскільки вектор пересування такого тіла постійно змінюється, то навіть у тому випадку, коли його абсолютна швидкість залишається незмінною, величина прискорення не дорівнює нулю. Тому внаслідок другого закону Ньютона, який встановлює залежність сили від маси і прискорення тіла, і виникає сила відцентрова. Тепер згадаємо про третій правило знаменитого англійського фізика. Згідно з ним в природі сили існують парами, а значить, сила відцентрова повинна чимось врівноважуватися. Справді, має ж бути щось, що утримує тіло на його криволінійній траєкторії! Так і є, в парі з відцентрової на об’єкт, що крутиться, також діє сила центростремна. Відмінність між ними в тому, що перша додана до тіла, а друга — до його зв’язку з точкою, навколо якої відбувається обертання.

Де проявляється дія відцентрової сили

Варто розкрутити рукою невеликий вантаж, який прив’язаний до бечівки, як відразу починає відчуватися натягнення бечівки. Якби не існувало сили пружності, вплив відцентрової сили призвів би до розриву мотузки. Щоразу, коли ми рухаємося по круговій колії (на велосипеді, машині, трамваї тощо), нас притискає в протилежний від повороту бік. Тому на швидкісних треках, на ділянках з крутими поворотами траса має спеціальний нахил для надання більшої стійкості гонщикам, які змагаються. Розгляньмо ще один цікавий приклад. Оскільки наша планета обертається навколо осі, відцентрова сила впливає на будь-які об’єкти, які знаходяться на її поверхні. Внаслідок цього всі речі стають трохи легшими. Якщо взяти гирю вагою в 1кг і перенести її з полюса на екватор, то її вага зменшиться на 5 грам. За таких мізерних величин ця обставина здається несуттєвою. Однак зі збільшенням ваги така різниця зростає. Наприклад, паровоз, який прибув до Одеси з Архангельська, стане легше на 60 кг, а лінійний корабель масою в 20000 тонн, що виконав 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 обертового тіла. 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 на 17 швидше, то на екваторі була б невагомість, а якби повний оборот здійснювався всього за одну годину, то втрату ваги відчули б не тільки на екваторі, а й у всіх морях і країнах, які з ним сусідять.