En el séptimo grado, durante las lecciones de física, los escolares pasan porla mecánica : una sección sobre cómo los cuerpos se mueven e interactúan entre sí. Mecánica estudiando bloques, palancas, fuerzas. Incluyendo centrífuga y centrípeta.
Según los maestros en las escuelas de Moscú, cada cuarto estudiante no distingue una fuerza de otra. Los alumnos están confundidos debido a la raíz común -centro . Es hora de averiguar qué es, cuál es la diferencia entre ellos y cómo se ven.
¿Qué es la fuerza centrífuga?
Primeros ejemplos:
- Cuando la lavadora exprime la ropa mojada, el tambor gira rápidamente. Así sale el agua de la tela.
- Lanzamiento de martillo en los Juegos Olímpicos. Antes de lanzar, el atleta gira alrededor de su eje, y luego suelta el martillo.
- En los circos chinos es popular un número con motociclistas en una bola de metal. Los especialistas son lanzados dentro de la estructura, donde aceleran y conducen sobre toda la superficie de la pelota. Incluso en la parte superior.
- En una vuelta brusca de los pasajeros dentro del automóvil lleva a un lado.
La fuerza centrífuga (Fcentralizada )es la fuerza que actúa sobre un cuerpo en movimiento curvilíneo con una velocidad angular. Para encontrarlo, use dos fórmulas:F=mao F =mv2/r,donde m es la masa, a es aceleración, v - velocidad r - radio.
Fbanco centralsurge bajo inercia, cuando el cuerpo se mueve de forma curvilínea. Depende de dos cosas: el centro de rotación; Radio al sujeto. Por ejemplo, lanzamiento de martillo: un atleta comienza a girar alrededor de su eje junto con el proyectil. MetalizadoEl alambre es tirado por una pelota que pesa como una mochila. Cuando el atleta suelta el mango, el martillo vuela en línea recta.
El martillo aprieta el cable mientras gira en el aire. Está influenciado por la inercia, que la "extrae" de la trayectoria del movimiento. Junto con ellos, la pelota es sostenida por el atleta y el alambre estirado. Por lo tanto, el proyectil no volará hasta que el atleta suelte el mango.
Ahora volviendo a la fórmula: el radio es la longitud del cable; La masa es el peso de la pelota; la velocidad es lo rápido que gira el atleta; Centro de rotación - el propio atleta.
¿Qué es la fuerza centrípeta?
Ejemplos:
- La Tierra vuela alrededor del Sol en órbita.
- El yo-yo está girando alrededor del brazo.
- La noria hace un giro completo.
Fuerza centrípeta (Fcs )es la fuerza que actúa sobre un cuerpo en movimiento curvilíneo. Para encontrarlo, use la fórmula: F =mv2/r.
Fccocurre cuando el cuerpo se mueve en un círculo y algo lo mantiene en la trayectoria. Volvamos al ejemplo del lanzamiento de martillo: la bola gira en el aire, pero no vuela lejos del atleta más allá de la longitud del cable. Como si algo estuviera atrayendo al sujeto. Se mantiene por Fcs .
Fcses una generalización de otras influencias en el objeto de acción. Por ejemplo, un atleta sostiene un martillo o el Sol atrae a la Tierra a sí misma y no vuela lejos de la órbita.
En el primer caso, la pelota es sostenida por el atleta y la tensión del cable. En el segundo - la Tierra no abandona la atracción del sol. Estos casos no tienen nada en común, pero los llaman igual.
Fcsdepende de: el radio entre el objeto; centro de rotación. Cuanto mayor sea la distancia entre el centro de rotación y el objeto, menos afectará. Por ejemplo, si atas una piedra a una cuerda de un metro, gírala, tirará con una fuerza F. Si cambias la cuerda a 2 metros, ya será F /2.
Lo que es común entre ellos
Es hora de comparar las fuerzas centrífugas y centrípetas. Tienen diferencias y similitudes. Aquí están las características comunes:
Igual en valor
La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica. Cuando un planeta vuela a una distancia de 147 millones de kilómetros, su velocidad es de30,2 km /s . Este sitio se llama perihelio. En este caso, Fcbes el máximo porque la velocidad está por encima de la media, y la brecha entre el planeta con el centro de rotación es corta.
A una distancia de 152 millones de kilómetros desde el Sol, la velocidad desciende a29,2 km /s . Esta zona se llamaafelio . Aquí Fbanco centrales el más bajo, porque la distancia a la estrella es mayor y la velocidad es menor que la media.
El planeta vuela entre el perihelio y el afelio a una velocidad media de29,8 km /s .
Ocurren simultáneamente
Aparecen cuando el objeto se mueve de forma curvilínea. Aquí hay ejemplos para mayor claridad:
Se colgaron dos pesos en las cuchillas de diseño con un motor eléctrico. El motor los hizo girar, apareció la inercia. Comenzaron a girar sobre las cuchillas, pero no volaron. Fueron retenidos por Fcs .
El automóvil aceleró a120 km /hy dio un giro. El auto patinó, cambió la dirección de viaje a expensas del banco central F. Pero el coche no está.Salió de la carretera y se quedó en la franja. Esto sucedió porque Fccse quedó con el auto.
En todos los ejemplos, comenzaron a actuar simultáneamente.
¿En qué se diferencian?
Surgen cuando el cuerpo se mueve de forma curvilínea. Sus valores son iguales. Pero no son lo mismo. Es hora de averiguar cuál es la diferencia.
Diferentes en la dirección
La primera diferencia es la dirección. El hecho de que sean iguales entre sí y aparezcan simultáneamente no significa que sus vectores estén mirando en la misma dirección.
La Tierra gira alrededor del Sol en su órbita. Ella está tratando de separarse de la estrella para volar a la galaxia. Pero algo la retiene.
El banco central F se dirige desde el centro de rotación. Ella saca el planeta lo más lejos posible de la estrella. Pero ¿por qué es el perihelio más grande? Debido a que cuanto más cerca está el planeta del centro, más actúan sobre él. Si sustituimos la velocidad y el radio del perihelio en la fórmula F = mv2/r, y luego el afelio, resulta que Fcbes mayor en la sección corta.
Fcses lo opuesto a centrífuga. Se dirige al centro y no permite que el cuerpo abandone la trayectoria.
Para Fcby Fcc , la tercera ley de Newton funciona: F1= -F2 . Los cuerpos actúan entre sí de igual magnitud, pero opuestos en dirección. Por lo tanto, la tierra todavía gira alrededor del sol.
Fuentes de ocurrencia
Además de los vectores de dirección opuesta, tienen otra diferencia: la causa de la aparición.
La inercia aparece cuando el objeto se mueve de forma curvilínea. Es decir, el carro está intentando moverse.Recta al entrar en un giro a una velocidad de 120 km /h.
Fcsaparece debido a diferentes fuentes: el empuje del motor evita que el automóvil salga de la carretera; el poder del atleta y la tensión del alambre sostienen el martillo; El sol atrae a la tierra. Todos estos ejemplos son fenómenos físicos diferentes, pero se llaman los mismos.
