Išcentrinė jėga (Lotynų kalba reiškia „bėga nuo centro“) apibūdina objekto, einančio kreivu keliu, polinkį skristi į išorę, toliau nuo kreivės centro. Tai tikrai nėra jėga; tai atsiranda dėl inercijos - objekto polinkio priešintis bet kokiems jo ramybės ar judesio būsenos pokyčiams. Centripetalinė jėga yra tikras jėga, kuri neutralizuoja išcentrinę jėgą ir neleidžia daiktui „išskristi“, išlaikydama jį tolygiai judančiu apskritimo keliu.
Išcentrinė jėga | Centripetal pajėgos | |
---|---|---|
Reikšmė | Objekto, einančio vingiuotu keliu, tendencija pasitraukti nuo kreivės centro. Galima apibūdinti kaip „centripetalinės jėgos trūkumą“. | Jėga, kuri sulaiko objektą judantį tolygiu greičiu apskritimo keliu. |
Kryptis | Išilgai apskritimo spindulio, nuo centro link objekto. | Išilgai apskritimo spindulio, nuo objekto link centro. |
Pavyzdys | Purvas, skrendantis nuo padangos; vaikai išstūmė ant žiedinės sankryžos. | Palydovas, skriejantis aplink planetą |
Formulė | Fc = mv2 / r | Fc = mv2 / r |
Apibrėžta | Chistiaan Hygens 1659 m | Izaokas Niutonas 1684 m |
Ar tai tikra jėga? | Ne; išcentrinė jėga yra judesio inercija. | Taip; centripetalinė jėga neleidžia objektui „išskristi“. |
Išcentrinė jėga nėra „tikra“ jėga - pastebimas polinkis skristi į išorę, nes objektai, judantys tiesia linija, toliau juda tiesia linija. Tai vadinama inercija ir ji daro objektus atsparius jėgai, verčiančiai juos judėti kreivėje.
Centripetalinė jėga yra „tikra“ jėga. Tai traukia objektą link centro ir neleidžia jam „išskristi“. Centripetalinės jėgos šaltinis priklauso nuo nagrinėjamo objekto. Orbitoje esančių palydovų jėga atsiranda iš gravitacijos. Jei ant virvės yra sukamas daiktas, centripetalinę jėgą sukelia virvės įtempimas, o besisukančiam daiktui jėga sukuriama vidinio įtempio dėka. Automobiliui, judančiam išilgai lanko, įcentrinė jėga atsiranda dėl trinties tarp automobilio padangų ir kelio.
Jei daiktas tinkamai sukasi, tiek išcentrinės, tiek centripetalinės jėgos bus lygios, todėl objektas nejudės sukimosi centro link ar į išorę nuo jo. Tai išlaikys pastovų atstumą nuo centro.
Centripetalinė jėga nukreipta į vidų, nuo objekto iki sukimosi centro. Techniškai jis yra nukreiptas statmenai kūno greičiui, link fiksuoto taško, kurio momentinis kelio kreivės centras yra.
Išcentrinė jėga nukreipta į išorę; ta pačia kryptimi kaip ir objekto greitis. Sukamaisiais judesiais greitis bet kuriuo laiko momentu yra judesio lanko liestinė.
Abi jėgos apskaičiuojamos pagal tą pačią formulę:
kur ac yra centrotripelinis pagreitis, m yra objekto masė, judanti greičiu v išilgai kelio, kurio kreivio spindulys r.
Kai kurie dažni išcentrinės jėgos darbe pavyzdžiai yra purvas, skrendantis nuo padangos, ir vaikai, jaučiantys jėgą, stumiančią juos į išorę, besisukdami ant žiedinės sankryžos..
Pagrindinis centripetalinės jėgos pavyzdys yra palydovų sukimasis aplink planetą.
„Roller Coaster“ - veikiančios „Centripetal“ jėgos pavyzdys Palydovas, skriejantis aplink planetą, naudojant centripetalinę jėgą. Centripetalinės jėgos iliustracija (raudonas vektorius, pažymėtas FT, virvės tempimo jėga). Kai virvė yra supjaustyta, centripetalinė jėga (virvės įtempimas) nebedarys įtakos objektui. Taigi FT nebelaikys tame žiediniame kelyje ir nuskris tangentu.Išcentrinių ir įcentrinių jėgų pažinimas gali būti pritaikytas sprendžiant daugelį kasdienių problemų. Pavyzdžiui, jis naudojamas projektuojant kelius, kad būtų išvengta slidumo ir pagerinta sukibimas posūkiuose ir privažiavimuose. Tai taip pat leido išrasti centrifugą, kuri atskiria skystyje suspenduotas daleles sukant mėgintuvėlius dideliu greičiu.