Tsentripetaaljõud
Tsentripetaaljõud ei ole uut liiki jõud, vaid nimetus mistahes resultantjõule, mis tegelikult osutab ringjoonelise tee keskpunkti poole — pinge, raskusjõud, hõõrdumine või nende kombinatsioon — ja see võrdub massi ning kiiruse ruudu jagatisega raadiusega, korrutatuna massiga.
Practise this concept"Tsentripetaalne" kirjeldab suunda, mitte mehhanismi — see tähendab lihtsalt "keskpunkti poole". Tsentripetaaljõud ei ole uus fundamentaalne jõud raskusjõu ja pinge kõrval; see on nimetus mistahes resultantjõule, mis juhtub osutama ringjoonelise tee keskpunkti poole, ja selle tuvastamine tähendab alati küsimist, milline füüsikaline jõud tegelikult tõmbamist teeb. Keeruta palli nööri otsas ja pinge annabki selle. Sõida autoga kurvis ja hõõrdumine rehvide ja tee vahel annab selle. Hoia satelliiti orbiidil ja raskusjõud annab selle. Skeemile ei ole vaja lisada muud jõudu peale selle, milline neist tegelikult kohal on.
Väljapoole lükkav "tsentrifugaaljõud", mida igapäevane keel kasutab, on vastupidise suuna arvestusviga: see on midagi, mida pöörlev, mitteinertsiaalne vaatleja tunneb sunnitust välja mõtlema, et seletada, miks ta tundub olevat väljapoole surutud, kuid paigalseisva, inertsiaalse vaatepunktist, mida iga korrektne jõudude skeem kasutab, sellist väljapoole suunatud jõudu ei eksisteeri. See, mida pöörava auto reisija tegelikult tunneb, on tema enda inerts — tema keha kalduvus jätkata sirgjoonelist liikumist, samal ajal kui auto tema all pöördub —, mis ongi tema kehale mõjuva piisava tsentripetaaljõu puudumine, mitte väljapoole suunatud jõu olemasolu.
Vajalik suurus on F = mv²/r ja astendaja v juures loeb täpselt samamoodi nagu kineetilise energia puhulgi: kiiruse kahekordistamine fikseeritud raadiusel neljakordistab ringjoonelise tee hoidmiseks vajaliku jõu, mitte ei kahekordista seda, ja just seepärast kaotavad autod kurvides haardumise nii palju äkilisemalt suuremal kiirusel, kui kiiruse kasv üksi vihjaks.
Key ideas
Requires: Ühtlane ringliikumine, Newtoni teine seadus
Formulas
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| jõud | N (njuuton) | |
| mass | kg (kilogramm) | |
| kiirus | m/s (meeter sekundis) | |
| vahemaa | m (meeter) |
Common misconceptions
- Ringjoonel liikuvale kehale mõjub väljapoole suunatud tsentrifugaaljõud, mis lükkab seda keskpunktist eemale.
- Tsentripetaaljõud on eraldiseisev lisajõud koos raskusjõu, pinge ja hõõrdumisega.
- Keha kiiruse kahekordistamine fikseeritud raadiusega ringil kahekordistab vajaliku tsentripetaaljõu.
Resources
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- Mehaanika ja soojusõpetusLTFY.01.006