Jak wiecie, powszechne jest, że każde ciało fizyczne utrzymuje stan spoczynku lub równomierny ruch prostoliniowy, dopóki nie zostanie poddane uderzeniu z zewnątrz. Siła odśrodkowa jest niczym innym jak manifestacją tego uniwersalnego prawa bezwładności. W naszym życiu występuje tak często, że praktycznie go nie zauważamy i reagujemy na nie na poziomie podświadomości.
Koncepcja
Siła odśrodkowa to rodzaj wpływu, jaki punkt fizyczny wywiera na siły, które ograniczają swobodę jego ruchu i wymuszają ruch krzywoliniowy względem łączącego go ciała. Ponieważ wektor przemieszczenia takiego ciała stale się zmienia, nawet jeśli jego prędkość bezwzględna pozostaje niezmieniona, wartość przyspieszenia nie będzie wynosić zero. W związku z tym, ze względu na drugie prawo Newtona, które ustala zależność siły od masy i przyspieszenia ciała, orazistnieje siła odśrodkowa. Przypomnijmy teraz trzecią zasadę słynnego angielskiego fizyka. Według niego w naturze siły istnieją parami, co oznacza, że siła odśrodkowa musi być przez coś zrównoważona. Rzeczywiście, musi istnieć coś, co utrzymuje ciało na jego krzywoliniowej trajektorii! Tak więc, wraz z siłą odśrodkową, siła dośrodkowa działa również na obracający się przedmiot. Różnica między nimi polega na tym, że pierwsza jest przyczepiona do ciała, a druga do jej połączenia z punktem, wokół którego następuje obrót.
Gdzie manifestuje się działanie siły odśrodkowej
Warto odwijać mały ładunek, który jest ręcznie przywiązany do sznurka, gdy tylko zacznie się odczuwać napięcie sznurka. Gdyby nie było siły sprężystej, działanie siły odśrodkowej doprowadziłoby do zerwania liny. Za każdym razem, gdy poruszamy się po okrężnej ścieżce (rowerem, samochodem, tramwajem itp.), jesteśmy naciskani w kierunku przeciwnym do zakrętu. Dlatego na torach szybkich, na odcinkach z ostrymi zakrętami tor ma specjalne nachylenie, które zapewnia większą stabilność rywalizującym zawodnikom. Rozważmy inny interesujący przykład. Ponieważ nasza planeta obraca się wokół własnej osi, siła odśrodkowa działa na wszystkie obiekty znajdujące się na jej powierzchni. W rezultacie sprawy stają się nieco łatwiejsze. Jeśli weźmiesz ciężar 1 kg i przeniesiesz go z bieguna na równik, jego waga zmniejszy się o 5 gramów. Przy tak skromnych wartościach ta okoliczność wydaje się nieistotna. Jednak wraz ze wzrostem wagi różnica ta wzrasta. Na przykład,parowóz przybywający do Odessy z Archangielska będzie lżejszy o 60 kg, a ważący 20 000 ton pancernik, który przebył drogę z Morza Białego do Morza Czarnego, będzie lżejszy o 80 ton! Dlaczego tak się dzieje?
Ponieważ siła odśrodkowa powstająca w wyniku rotacji naszej planety ma tendencję do rozpraszania wszystkiego, co się na niej znajduje, z powierzchni Ziemi. Od czego zależy wartość siły odśrodkowej? Przypomnijmy sobie drugą zasadę Newtona. Pierwszym parametrem wpływającym na wielkość siły odśrodkowej jest oczywiście masa wirującego korpusu. A drugim parametrem jest przyspieszenie, które w ruchu krzywoliniowym zależy od prędkości obrotowej i promienia opisywanego przez ciało. Zależność tę można wyświetlić jako wzór: a=v2/R. Okazuje się: F=mv2/R. Naukowcy obliczyli, że gdyby nasza Ziemia obracała się 17 razy szybciej, to na równiku byłaby nieważkość, a gdyby pełny obrót nastąpił w zaledwie godzinę, to utrata wagi byłaby odczuwalna nie tylko na równiku, ale także na wszystkich morzach oraz kraje z nią sąsiadujące.
