Aká je odstredivá sila auta. Mechanika - odstredivá sila. Coriolisova sila v prírodných podmienkach

Štatistická mechanika

Vedci
Galileo · Kepler · Newton Euler · Laplace · D'Alembert Lagrange · Hamilton · Cauchy

Pozri tiež: Portál: Fyzika

Vzorce

Typicky sa pojem odstredivá sila používa v rámci klasickej (newtonskej) mechaniky, ktorá je hlavnou časťou tohto článku (aj keď zovšeobecnenie tohto pojmu možno v niektorých prípadoch pomerne ľahko získať pre relativistickú mechaniku).

Podľa definície je odstredivá sila sila zotrvačnosti (tj vo všeobecnom prípade časť plnú silu zotrvačnosť) v neinerciálnom referenčnom systéme, nezávisle od rýchlosti pohybu hmotného bodu v tomto referenčnom systéme a tiež nezávisle od zrýchlení (lineárnych alebo uhlových) samotného tohto referenčného systému vo vzťahu k inerciálnemu referenčnému systému.

Pre hmotný bod je odstredivá sila vyjadrená vzorcom:

$\backslash vec(F)=-m\; \backslash left[\; \backslash vec\; \backslash omega\; \backslash times\; \backslash left[\; \backslash vec\; \backslash omega\; \backslash times\; \backslash vec\; R\; \backslash right]\; \backslash right]\; =\; m\; \backslash left(\backslash omega^2\; \backslash vec\; R\; -\; \backslash left\; (\backslash vec\; \backslash omega\; \backslash cdot\; \backslash vec\; R\; \backslash right)\; \backslash vec\; \backslash omega\; \backslash right),$

$\backslash vec(F)$- odstredivá sila pôsobiaca na telo, $\backslash m$- telesná hmotnosť, $\backslash vec(\backslash omega)$- uhlová rýchlosť otáčania neinerciálnej referenčnej sústavy voči inerciálnej (smer vektora uhlovej rýchlosti je určený gimletovým pravidlom), $\backslash vec(R)$- polomerový vektor telesa v rotujúcej súradnicovej sústave.

Ekvivalentný výraz pre odstredivú silu možno napísať ako

$\backslash vec(F)=\; m\; \backslash omega^2\; \backslash vec(R\_0)$

ak použijeme zápis $\backslash vec(R\_0)$ pre vektor kolmý na os rotácie a ťahaný z nej do daného hmotného bodu.

Odstredivú silu pre telesá konečných rozmerov možno vypočítať (ako sa to zvyčajne robí pre akékoľvek iné sily) súčtom odstredivých síl pôsobiacich na hmotné body, čo sú prvky, na ktoré mentálne rozdeľujeme konečné teleso.

Záver

V literatúre je úplne odlišné chápanie pojmu „odstredivá sila“. Toto sa niekedy nazýva skutočná sila aplikovaná nie na teleso vykonávajúce rotačný pohyb, ale pôsobiaca zo strany telesa na spoje obmedzujúce jeho pohyb. Vo vyššie diskutovanom príklade by to bol názov sily pôsobiacej z gule na pružinu. (Pozrite si napríklad odkaz na TSB nižšie.)

Odstredivá sila ako skutočná sila

Aplikovaný nie na spoje, ale naopak na rotujúce teleso, ako objekt jeho vplyvu, pojem „odstredivá sila“ (doslova sila pôsobiaca na rotujúce alebo rotujúce hmotné teleso, ktorá ho núti behať z okamžitého stredu rotácie), je eufemizmus založený na nesprávnom výklade prvého zákona (Newtonov princíp) v tvare:

Každé telo odoláva meniaci svoj pokojový stav alebo rovnomerný priamočiary pohyb pod vplyvom vonkajšia sila

Každé telo usiluje udržiavať stav pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu, kým nepôsobí vonkajšia sila.

Ozvenou tejto tradície je myšlienka určitého silu, ako materiálny faktor, ktorý tento odpor alebo túžbu realizuje. O existencii takejto sily by bolo vhodné hovoriť, ak by si napríklad pohybujúce sa teleso napriek pôsobiacim silám udržalo svoju rýchlosť, ale nie je to tak.

Použitie termínu „odstredivá sila“ platí vtedy, keď miestom jeho pôsobenia nie je rotujúce teleso, ale spojenie obmedzujúce jeho pohyb. V tomto zmysle je odstredivá sila jedným z pojmov vo formulácii tretieho Newtonovho zákona, antagonista dostredivej sily, ktorá spôsobuje rotáciu predmetného telesa a pôsobí naň. Obe tieto sily majú rovnakú veľkosť a opačný smer, ale pôsobia na ne rôzne telies a preto sa navzájom nekompenzujú, ale spôsobujú naozaj citeľný efekt – zmenu smeru pohybu telesa (hmotného bodu).

Zotrvanie v inerciálnej referenčnej sústave, zvážte dva nebeských telies, napríklad zložka dvojhviezdy s hmotnosťou rovnakého rádu $(M\_1)$ A $(M\_2)$, ktorý sa nachádza na diaľku $R$ jeden od druhého. V prijatom modeli sa tieto hviezdy považujú za hmotné body a $R$ je vzdialenosť medzi ich ťažiskami. Sila univerzálnej gravitácie pôsobí ako spojenie medzi týmito telesami. $(F\_G):\; (G\; M\_1\; M\_2\; /R^2)$, Kde $G$- gravitačná konštanta. Toto je jediná aktívna sila, ktorá spôsobuje zrýchlený pohyb telies k sebe.

Avšak v prípade, že každé z týchto telies rotuje okolo spoločného ťažiska lineárnymi rýchlosťami $(v\_1)$ = $(\backslash omega)\_1$ $(R\_1)$ A $(v\_2)$ = $(\backslash omega\_2)$ $(R\_2)$, potom si takýto dynamický systém zachová svoju konfiguráciu neobmedzene dlho, ak sú uhlové rýchlosti otáčania týchto telies rovnaké: $(\backslash omega\_1)$ = $(\backslash omega\_2)$ = $\backslash omega$ a vzdialenosti od stredu otáčania (ťažiska) budú súvisieť ako: $(M\_1/M\_2)$ = $(R\_2/R\_1)$, a $(R\_2)\; +\; (R\_1)\; =\; R$, čo priamo vyplýva z rovnosti aktívnych síl: $(F\_1)\; =\; (M\_1)\; (a\_1)$ A $(F\_2)\; =\; (M\_2)\; (a\_2)$, kde zrýchlenia sú: $(a\_1)$= $(\backslash omega^2)(R\_1)$ A $(a\_2)\; =\; (\backslash omega^2)\; (R\_2)$ .

Dostredivé sily spôsobujúce pohyb telies po kruhových trajektóriách sú rovnaké (v absolútnej hodnote): $(F\_1)$ =$(F\_2)$ $=\; (F\_G)$. Navyše, prvá z nich je dostredivá a druhá odstredivá a naopak: každá zo síl je v súlade s tretím zákonom oboje.

Preto, prísne vzaté, použitie každého z diskutovaných výrazov je zbytočné, pretože neoznačujú žiadne nové sily, pretože sú synonymami jedinej sily - gravitačnej sily. To isté platí pre fungovanie ktoréhokoľvek z vyššie uvedených spojení.

Ako sa však mení vzťah medzi uvažovanými hmotami, to znamená, že divergencia v pohybe telies s týmito hmotami je čoraz významnejšia, rozdiel vo výsledkoch pôsobenia každého z uvažovaných telies pre pozorovateľa sa stáva čoraz významnejším.

V mnohých prípadoch sa pozorovateľ stotožňuje s jedným zo zúčastnených tiel, a preto sa pre neho stáva nehybným. V tomto prípade pri takom veľkom porušení symetrie vo vzťahu k pozorovanému obrázku sa jedna z týchto síl ukáže ako nezaujímavá, pretože prakticky nespôsobuje pohyb.

pozri tiež

Napíšte recenziu na článok "Odstredivá sila"

Poznámky

1. Mimo kontextu fyziky/mechaniky/matematiky napríklad vo filozofii, publicistike resp fikcia, a tiež niekedy v hovorová reč, slová odstredivá sila možno často použiť jednoducho ako označenie nejakého vplyvu smerujúceho preč z nejakého „centra“; v tomto použití to nemusí byť nijak spojené nielen so žiadnou rotáciou, ale ani s pojmom sila, ako sa používa vo fyzike.
2. S. E. Khaikin. Zotrvačné sily a stav beztiaže. M., 1967. Vydavateľstvo "Veda". Hlavná redakcia fyzikálnej a matematickej literatúry.
3. Použime vzorec pre dostredivé zrýchlenie.
4. Fyzická encyklopédia, zv.4 - M.: Veľká ruská encyklopédia a
5. Newton I. Matematické princípy prírodnej filozofie. Za. a cca. A. N. Krylovej. M.: Nauka, 1989
6. Kľúčové v tejto formulácii je tvrdenie, že predmety hmotného sveta majú určité vôľové vlastnosti, čo bol na začiatku formovania vedeckých predstáv o okolitom svete veľmi bežný spôsob zovšeobecňovania výsledkov pozorovania prírodných javov a objasňovania. všeobecné vzorce, ktoré sú s tým spojené. Príkladom takejto živočíšnej predstavy o prírode bol princíp prevládajúci v prírodnej filozofii: „Príroda sa bojí prázdnoty“, ktorý musel byť opustený po Torricelliho experimente (Torricelliho prázdnota)
7. V tejto súvislosti Maxwell poznamenal, že s rovnakým úspechom by sa dalo povedať, že káva odoláva sladeniu, pričom apeluje na to, že nezosladne sama o sebe, ale až po pridaní cukru.
8. S. E. Khaikin. Zotrvačné sily a stav beztiaže. M.: „Veda“, 1967
9. Navyše, v každom malom časovom okamihu sa každé z telies priblíži k stredu na vzdialenosť, ktorá sa rovná rozdielu vzdialeností medzi jeho trajektóriou a dotyčnicou v pozorovacom bode. Inými slovami, telá padajú na seba, ale vždy sa minú.

Odkazy

• Matveev A. N. Mechanika a teória relativity: Učebnica pre vysokoškolákov. - 3. vydanie. - M.: Vydavateľstvo LLC "ONICS 21. storočie": Vydavateľstvo LLC "Mier a vzdelávanie", 2003. - s. 405-406

Úryvok charakterizujúci odstredivú silu

- Naozaj vieš ako? – spýtala sa Nataša. – strýko sa bez odpovede usmial.
- Pozri, Anisyushka, sú struny na gitare neporušené? Dlho som to nezdvihol - je to čisté pochodovanie! opustené.
Anisya Fedorovna ochotne išla s ľahkým krokom, aby vykonala pokyny svojho pána, a priniesla gitaru.
Strýko odfúkol prach bez toho, aby sa na niekoho pozrel, kostnatými prstami poklepal na veko gitary, naladil a upravil sa v kresle. Vzal (s trochu teatrálnym gestom, položil lakeť ľavej ruky) gitaru nad krk a žmurkol na Anisju Fedorovnu, začal nie Lady, ale udrel na jeden zvučný, čistý akord a odmerane, pokojne, ale pevne začal. dokončiť slávnu pieseň vo veľmi tichom tempe: Po li a ľadová dlažba. Súčasne s tou pokojnou radosťou (rovnakou, akú dýchala celá bytosť Anisy Fedorovny), motív piesne začal spievať v dušiach Nikolaja a Nataši. Anisya Fedorovna sa začervenala a zakryla sa vreckovkou, smiala sa a odišla z miestnosti. Strýko pokračoval v dokončovaní piesne čisto, usilovne a energicky, hľadiac zmeneným, inšpirovaným pohľadom na miesto, odkiaľ odišla Anisya Fedorovna. Na jednej strane, pod sivými fúzmi, sa mu len niečo smialo do tváre a smial sa najmä vtedy, keď pieseň pokročila ďalej, zrýchľoval sa rytmus a na miestach, kde to bolo príliš hlasné, sa niečo stiahlo.
- Milý, milý, strýko; viac, viac,“ skríkla Natasha, len čo skončil. Vyskočila zo sedadla, objala strýka a pobozkala ho. - Nikolenka, Nikolenka! - povedala, pozerajúc sa späť na svojho brata a akoby sa ho pýtala: čo je toto?
Nikolaimu sa tiež veľmi páčila hra jeho strýka. Strýko hral pieseň druhýkrát. Vo dverách sa opäť objavila usmievavá tvár Anisy Fjodorovny a spoza nej ešte ďalšie tváre... "Za studeným kľúčom kričí: dievča, počkaj!" Strýko sa zahral, ​​urobil ďalší obratný pohyb, odtrhol ho a pohol ramenami.
"No, dobre, môj drahý, strýko," zastonala Natasha takým prosebným hlasom, akoby na tom závisel jej život. Strýko sa postavil a akoby v ňom boli dvaja ľudia - jeden sa na veselého chlapíka vážne usmial a ten si pred tancom urobil naivnú a úhľadnú žartu.
- No, neter! - skríkol strýko, mávol rukou smerom k Natashe a odtrhol akord.
Natasha odhodila šatku, ktorú mala prehodenú, predbehla svojho strýka, položila si ruky na boky, urobila pohyb ramenami a postavila sa.
Kde, ako, kedy táto grófka, vychovaná francúzskym emigrantom, nasala do seba ten ruský vzduch, ktorý dýchala, tohto ducha, kde vzala tieto techniky, ktoré už dávno mali byť vytlačené pas de chale? Ale títo duchovia a techniky boli tie isté, nenapodobiteľné, neprebádané, ruské, aké od nej očakával jej strýko. Len čo vstala a slávnostne, hrdo a šibalsky sa veselo usmiala, prvý strach, ktorý zachvátil Nikolaja a všetkých prítomných, strach, že urobí niečo zlé, pominul a už ju obdivovali.
Urobila to isté a urobila to tak precízne, tak úplne presne, že Anisya Fedorovna, ktorá jej okamžite podala šatku, ktorú potrebovala pre svoje podnikanie, sa od smiechu rozplakala pri pohľade na túto tenkú, pôvabnú, pre ňu tak cudziu, no... vychovaná grófka v hodvábe a zamate, ktorá vedela porozumieť všetkému, čo bolo v Anisyi, v Anisyho otcovi, v jej tete, v jej matke a v každom ruskom človeku.
"No, grófka je čistý pochod," povedal strýko a radostne sa zasmial, keď dokončil tanec. - Ach áno neter! Keby ste si mohli vybrať dobrého chlapa pre svojho manžela, je to čistý biznis!
"Už je to vybrané," povedal Nikolaj s úsmevom.
- O? - povedal strýko prekvapene a spýtavo pozrel na Natashu. Natasha so šťastným úsmevom prikývla hlavou.
- Aký skvelý! - povedala. Ale hneď ako povedala toto, ďalšie nový systém vzrástli v nej myšlienky a pocity. Čo znamenal Nikolajov úsmev, keď povedal: „už vybraný“? Má z toho radosť alebo nie? Zdá sa, že si myslí, že môj Bolkonskij by to neschválil, nerozumel by tejto našej radosti. Nie, všetko by pochopil. Kde je teraz? Pomyslela si Natasha a jej tvár zrazu zvážnela. Toto však trvalo len jednu sekundu. „Nemysli, neopováž sa na to myslieť,“ povedala si a s úsmevom sa opäť posadila vedľa svojho strýka a požiadala ho, aby zahral niečo iné.
Strýko zahral ďalšiu pieseň a valčík; potom si po prestávke odkašlal a zaspieval si svoju obľúbenú poľovnícku pieseň.
Ako prášok od večera
Dobre to dopadlo...
Strýko spieval tak, ako spievali ľudia, s tým úplným a naivným presvedčením, že v piesni je všetok význam len v slovách, že melódia prichádza sama od seba a že neexistuje žiadna samostatná melódia a že melódia je len na tento účel. . Z tohto dôvodu bola táto nevedomá melódia, podobne ako melódia vtáka, pre môjho strýka nezvyčajne dobrá. Natasha bola potešená spevom svojho strýka. Rozhodla sa, že už nebude študovať harfu, ale bude hrať len na gitare. Požiadala strýka o gitaru a hneď našla akordy k pesničke.
O desiatej prišiel rad, droshky a traja jazdci, ktorých poslali hľadať Natašu a Peťu. Gróf a grófka nevedeli, kde sú, a boli veľmi znepokojení, ako povedal posol.
Peťu sňali a postavili ako mŕtve telo do radu; Natasha a Nikolai sa dostali do droshky. Strýko zbalil Natašu a rozlúčil sa s ňou s úplne novou nehou. Peši ich odprevadil k mostu, ktorý bolo treba prebrodiť, a poľovníkom prikázal, aby išli napred s lampášmi.
"Zbohom, drahá neter," zakričal jeho hlas z tmy, nie ten, ktorý poznala Nataša, ale ten, ktorý spieval: "Od večera ako prášok."
Dedina, ktorou sme prechádzali, mala červené svetlá a veselý zápach dymu.
- Aké čaro má tento strýko! - povedala Nataša, keď vyšli na hlavnú cestu.
"Áno," povedal Nikolaj. - Je ti zima?
- Nie, som skvelý, skvelý. "Cítim sa tak dobre," povedala Natasha dokonca zmätene. Dlho mlčali.
Noc bola tmavá a vlhká. Kone nebolo vidieť; počuli ste ich len špliechať cez neviditeľné blato.
Čo sa dialo v tejto detskej, vnímavej duši, ktorá tak nenásytne zachytávala a asimilovala všetky rozmanité dojmy života? Ako to všetko do nej zapadalo? Ale bola veľmi šťastná. Už sa blížila k domu a zrazu začala spievať melódiu piesne: „Ako prášok od večera“, melódiu, ktorú chytala celú cestu a nakoniec ju chytila.
- Chytili ste to? - povedal Nikolaj.
- Na čo si teraz myslela, Nikolenka? – spýtala sa Nataša. "Radi sa to navzájom pýtali."
- Ja? - povedal Nikolaj a spomenul si; - vidíte, najprv som si myslel, že Rugai, červený samec, vyzerá ako jeho strýko a že keby bol muž, stále by si strýka nechal pri sebe, ak nie na preteky, tak na pražce, mal by zachoval všetko. Aký je pekný, strýko! Nieje to? - No a čo ty?
- Ja? Počkať počkať. Áno, najprv som si myslel, že ideme autom a mysleli sme si, že ideme domov a bohvie, kam ideme v tejto tme a zrazu prídeme a uvidíme, že nie sme v Otradnom, ale v čarovnom kráľovstve. A potom som si tiež pomyslel... Nie, nič viac.
"Viem, mal som s ním pravdu," povedal Nikolaj s úsmevom, keď Natasha spoznala podľa zvuku jeho hlasu.
"Nie," odpovedala Natasha, hoci zároveň skutočne premýšľala o princovi Andrei a o tom, ako by chcel svojho strýka. "A stále opakujem, opakujem celú cestu: ako dobre sa darilo Anisyushke, dobre..." povedala Natasha. A Nikolai počul jej zvonivý, bezpríčinný, šťastný smiech.
"Vieš," povedala zrazu, "viem, že nikdy nebudem taká šťastná a pokojná ako teraz."
"To je nezmysel, nezmysel, klamstvo," povedal Nikolai a pomyslel si: "Aké kúzlo je táto Nataša! Nemám a nikdy nebudem mať takého priateľa. Prečo by sa mala vydávať, každý by išiel s ňou!“
"Aké kúzlo je tento Nikolaj!" pomyslela si Natasha. - A! v obývačke stále horí,“ povedala a ukázala na okná domu, ktoré sa nádherne leskli vo vlhkej, zamatovej tme noci.

Gróf Iľja Andrej odstúpil z vedenia, pretože táto funkcia bola spojená s príliš veľkými výdavkami. Ale veci sa pre neho nezlepšili. Natasha a Nikolai často videli tajné, nepokojné rokovania medzi svojimi rodičmi a počuli hovoriť o predaji bohatého domu predkov Rostov a domu neďaleko Moskvy. Bez vodcu nebolo treba takého veľkého prijatia a Otradnensky život viedol sa tichšie ako po minulé roky; ale obrovský dom a prístavby boli stále plné ľudí, k stolu sa stále posadilo viac ľudí. Všetko to boli ľudia, ktorí sa v dome usadili, takmer členovia rodiny, alebo tí, ktorí, ako sa zdalo, museli bývať v grófskom dome. Išlo o Dimmlera – hudobníka s manželkou, Yogela – učiteľa tanca s rodinou, starú pani Belovú, ktorá v dome bývala, a mnohých ďalších: Peťine učiteľky, bývalú guvernantku slečien a jednoducho ľudí, ktorí boli lepší resp. výhodnejšie žiť s grófom ako doma. Nebola tam taká veľká návšteva ako predtým, no beh života bol rovnaký, bez ktorého si gróf a grófka nevedeli predstaviť život. Bol rovnaký lov, dokonca zvýšený o Nikolaja, tých istých 50 koní a 15 furmanov v maštali, tie isté drahé dary na meniny a slávnostné večere pre celý okres; ten istý gróf whists and bostons, za čo sa on, vyhadzujúc karty všetkým, nechal každý deň biť po stovkách od svojich susedov, ktorí považovali právo na vytvorenie hry grófa Ilju Andreja za najvýnosnejší prenájom.
Gróf, ako keby bol v obrovskej pasci, chodil po svojich záležitostiach a snažil sa neveriť, že je zamotaný a každým krokom sa zamotáva viac a viac a cítil, že nie je schopný pretrhnúť siete, ktoré ho zamotali, ani opatrne, trpezlivo začať. rozmotať ich. Grófka s láskavým srdcom cítila, že jej deti skrachujú, že gróf za to nemôže, že nemôže byť iný, než aký je, že on sám trpí (hoci to skrýval) pred vedomím svojho vlastného. a skaza jeho detí a ona hľadala prostriedky, ako pomôcť veci. Z jej ženského pohľadu existovala jediná náprava – Nikolajovo manželstvo s bohatou nevestou. Cítila, že toto je posledná nádej a že ak Nikolaj odmietne zápas, ktorý mu našla, bude sa musieť navždy rozlúčiť s príležitosťou na zlepšenie situácie. Táto partia bola Julie Karagina, dcéra úžasnej, cnostnej matky a otca, ktorých Rostovovci poznali od detstva a teraz bohatá nevesta pri príležitosti úmrtia posledného z jej bratov.
Grófka napísala priamo Karaginovi do Moskvy a navrhla dcére manželstvo so synom a dostala od nej priaznivú odpoveď. Karagina odpovedala, že ona súhlasila s tým, že všetko bude závisieť od sklonu jej dcéry. Karagina pozvala Nikolaja, aby prišiel do Moskvy.
Niekoľkokrát grófka so slzami v očiach povedala svojmu synovi, že teraz, keď sú obe jej dcéry vyrovnané, jej jedinou túžbou je vidieť ho ženatý. Povedala, že keby to tak bolo, išla by pokojne spať. Potom povedala, že má na mysli krásne dievča a opýtala sa ho na názor na manželstvo.
V ďalších rozhovoroch Julie chválila a Nikolajovi radila, aby sa išiel na prázdniny zabaviť do Moskvy. Nikolai uhádol, kam smerujú rozhovory jeho matky, a v jednom z týchto rozhovorov ju vyzval, aby bola úplne úprimná. Povedala mu, že všetky nádeje na zlepšenie situácie sú teraz založené na jeho manželstve s Karaginou.
- No, keby som miloval dievča bez majetku, naozaj by si žiadal, maman, aby som obetoval svoje city a česť pre bohatstvo? - spýtal sa matky, pričom nechápal krutosť jeho otázky a chcel len ukázať svoju vznešenosť.
"Nie, nepochopil si ma," povedala matka, nevediac, ako sa ospravedlniť. "Nerozumela si mi, Nikolinka." "Prajem ti šťastie," dodala a cítila, že klame, že je zmätená. - Plakala.
„Mami, neplač, len mi povedz, že to chceš, a vieš, že dám celý svoj život, všetko, aby si mohol byť pokojný,“ povedal Nikolaj. Obetujem pre teba všetko, aj svoje city.
Ale tak grófka nechcela položiť otázku: nechcela obetu od svojho syna, ona sama by sa chcela obetovať jemu.
"Nie, nerozumel si mi, nebudeme sa rozprávať," povedala a utrela si slzy.
"Áno, možno milujem to úbohé dievča," povedal si Nikolai, mal by som obetovať svoje city a česť pre svoje bohatstvo? Som prekvapený, ako mi toto mohla moja mama povedať. Keďže Sonya je chudobná, nemôžem ju milovať, pomyslel si: „Nemôžem odpovedať na jej vernú, oddanú lásku. A pravdepodobne s ňou budem šťastnejší ako s nejakou bábikou Julie. Vždy môžem obetovať svoje city pre dobro svojej rodiny, povedal si, ale nedokážem svojim citom poručiť. Ak milujem Sonyu, môj pocit je pre mňa silnejší a vyšší než čokoľvek iné.
Nikolai nešiel do Moskvy, grófka s ním nepokračovala v rozhovore o manželstve a so smútkom a niekedy dokonca s rozhorčením videla známky stále väčšieho zblíženia medzi jej synom a Sonyou bez vena. Vyčítala si to, ale nemohla si pomôcť a reptať a hľadať chyby na Sonye, ​​často ju bezdôvodne zastavovala a volala ju „ty“ a „môj drahý“. Predovšetkým sa dobrá grófka hnevala na Sonyu, pretože táto úbohá tmavooká neter bola taká krotká, taká láskavá, tak oddane vďačná svojim dobrodincom a tak verne, vždy, nezištne zamilovaná do Nicholasa, že nebolo možné vyčítať jej čokoľvek.
Nikolai strávil dovolenku so svojimi príbuznými. Štvrtý list dostal od snúbenca princa Andreja z Ríma, v ktorom napísal, že by bol už dávno na ceste do Ruska, keby sa mu v teplom podnebí nečakane neotvorila rana, čo ho núti odložiť svoj odchod na začiatok. budúceho roka. Nataša bola rovnako zaľúbená do svojho snúbenca, rovnako upokojená touto láskou a rovnako vnímavá ku všetkým radostiam života; no na konci štvrtého mesiaca odlúčenia od neho začali na ňu dochádzať chvíle smútku, proti ktorému nedokázala bojovať. Ľutovala samu seba, bola škoda, že pre nič, pre nikoho premárnila celý ten čas, počas ktorého sa cítila taká schopná milovať a byť milovaná.
V dome Rostovcov bolo smutno.

Prišiel vianočný čas a okrem slávnostnej omše, okrem slávnostných a nudných gratulácií susedov a sluhov na nádvorí, okrem všetkých v nových šatách, nebolo nič zvláštne na pripomenutie vianočného času a v bezvetrnom 20-stupňovom mraze, v jasnom oslepovaní. slnko cez deň a v hviezdnom zimné svetlo v noci som cítil potrebu nejakého pripomenutia si tohto času.

Ako viete, ktokoľvek fyzické telo má tendenciu udržiavať si svoj pokojový alebo jednotný stav, kým naň nepôsobí nejaký vonkajší vplyv. Odstredivá sila nie je ničím iným ako prejavom tejto univerzálnosti V našom živote je detekovaná tak často, že ju prakticky nevnímame a reagujeme na ňu na podvedomej úrovni.

koncepcia

Odstredivá sila je druh vplyvu, ktorý má fyzický bod na sily, ktoré obmedzujú jeho slobodu pohybu a nútia ho pohybovať sa krivočiaro vzhľadom na telo, ktoré ho spája. Keďže vektor posunutia takéhoto telesa sa neustále mení, aj keď jeho absolútna rýchlosť zostane nezmenená, hodnota zrýchlenia sa nebude rovnať nule. Preto v dôsledku druhého Newtonovho zákona, ktorý stanovuje závislosť sily od hmotnosti a zrýchlenia telesa, vzniká odstredivá sila. Teraz si spomeňme na tretie pravidlo slávneho anglického fyzika. Podľa neho existujú v pároch, čo znamená, že odstredivá sila musí byť niečím vyvážená. Naozaj, musí existovať niečo, čo udrží telo na jeho zakrivenej dráhe! Správne, v tandeme s odstredivou silou pôsobí dostredivá sila aj na rotujúci objekt. Rozdiel medzi nimi je v tom, že prvý sa aplikuje na telo a druhý sa aplikuje na jeho spojenie s bodom, okolo ktorého dochádza k rotácii.

Kde vzniká odstredivá sila?

Akonáhle si odkrútite z ruky malé závažie, ktoré je uviazané na šnúrke, okamžite začnete cítiť napätie šnúrky. Nebyť vplyvu odstredivej sily, lano by sa pretrhlo. Zakaždým, keď sa pohybujeme po okružnej ceste (bicyklom, autom, električkou atď.), sme tlačení v opačnom smere od zákruty. Preto na vysokorýchlostných tratiach, v oblastiach s ostrými zákrutami, má trať špeciálny sklon, ktorý poskytuje väčšiu stabilitu pre súťažiacich pretekárov. Pozrime sa na ďalší zaujímavý príklad. Keďže sa naša planéta otáča okolo osi, odstredivá sila ovplyvňuje všetky objekty, ktoré sú na jej povrchu. V dôsledku toho je všetko o niečo jednoduchšie. Ak vezmete závažie s hmotnosťou 1 kg a presuniete ho z pólu k rovníku, jeho hmotnosť sa zníži o 5 gramov. Pri takých nepatrných hodnotách sa táto okolnosť javí ako nepodstatná. S nárastom hmotnosti sa však tento rozdiel zväčšuje. Napríklad lokomotíva, ktorá prišla do Odesy z Archangeľska, bude ľahšia o 60 kg a vážiaca 20 000 ton, putujúca z Bieleho mora do Čierneho mora, bude ľahšia až o 80 ton! Prečo sa to deje?

Pretože odstredivá sila vznikajúca pri rotácii našej planéty má tendenciu rozptýliť všetko, čo sa na nej nachádza, z povrchu Zeme. Čo určuje veľkosť odstredivej sily? Opäť si pripomeňme druhé Newtonovo pravidlo. Prvým parametrom ovplyvňujúcim veľkosť odstredivej sily je samozrejme hmotnosť rotujúceho telesa. A druhým parametrom je zrýchlenie, ktoré pri krivočiarom pohybe závisí od rýchlosti otáčania a polomeru opísaného telesom. Táto závislosť môže byť zobrazená ako vzorec: a = v 2 /R. Ukazuje sa: F = m*v2/R. Vedci vypočítali, že ak by sa naša Zem otáčala 17-krát rýchlejšie, na rovníku by nastal stav beztiaže a ak by sa úplná revolúcia dokončila len za hodinu, potom by sa úbytok hmotnosti prejavil nielen na rovníku, ale aj vo všetkých moriach. a krajín, ktoré s ním susedia.

V doslovnom zmysle tieto sily vyzerajú, že sú orientované určitým spôsobom vo vzťahu k stredu - k určitému bodu rovnako vzdialenému od všetkých bodov trajektórie pohybujúceho sa telesa. V dvojrozmernom priestore (v rovine) je takouto trajektóriou kružnica a v trojrozmernom priestore je to aj kružnica vytvorená priesečníkom guľovej plochy s rovinou, ktorá vo všeobecnosti neprechádza. cez jeho stred.
Všetky ostatné trajektórie akéhokoľvek druhu nemajú stred v tomto zmysle, a preto v súvislosti s telesom pohybujúcim sa po nekruhových trajektóriách nie je použitie konceptu dostredivých a odstredivých síl opodstatnené a vedie k mnohým opomenutiam a nedorozumeniam.

Dostredivé a odstredivé sily

Každé telo odoláva zmena pokojového stavu alebo rovnomerný lineárny pohyb pod vplyvom vonkajšej sily

Každé telo usiluje udržiavať stav pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu, kým nepôsobí vonkajšia sila.

Ozvenou tejto tradície je myšlienka určitého silu, ako materiálny faktor, ktorý tento odpor alebo túžbu realizuje. O existencii takejto sily by bolo vhodné hovoriť, ak by si napríklad pohybujúce sa teleso napriek pôsobiacim silám udržalo svoju rýchlosť, ale nie je to tak.

Použitie termínu odstredivá sila je platné, keď bodom jeho pôsobenia nie je rotujúce teleso, ale obmedzenie obmedzujúce jeho pohyb. V tomto zmysle je odstredivá sila jedným z pojmov vo formulácii tretieho Newtonovho zákona, antagonista dostredivej sily, ktorá spôsobuje rotáciu predmetného telesa a pôsobí naň. Obe tieto sily majú rovnakú veľkosť a opačný smer, ale pôsobia na ne rôzne telies a preto sa navzájom nekompenzujú, ale spôsobujú naozaj citeľný efekt – zmenu smeru pohybu telesa (hmotného bodu).

Zotrvanie v inerciálnej referenčnej sústave, uvažujme dve nebeské telesá, napríklad zložku dvojhviezdy s hmotnosťou rovnakého rádu M 1 a M 2 umiestnený v určitej vzdialenosti R jeden od druhého. V prijatom modeli sa tieto hviezdy považujú za hmotné body a R je vzdialenosť medzi ich ťažiskami. Sila univerzálnej gravitácie pôsobí ako spojenie medzi týmito telesami. F G :GM 1 M 2 / R 2 , Kde G- gravitačná konštanta. Toto je jediná aktívna sila, ktorá spôsobuje zrýchlený pohyb telies k sebe.

Avšak v prípade, že každé z týchto telies rotuje okolo spoločného ťažiska lineárnymi rýchlosťami v 1 = ω 1 R 1 a v 2 = ω 2 R 2, potom si takýto dynamický systém zachová svoju konfiguráciu neobmedzene dlho, ak sú uhlové rýchlosti otáčania týchto telies rovnaké: ω 1 = ω 2 = ω a vzdialenosti od stredu otáčania (ťažiska) budú súvisiace ako: M 1 / M 2 = R 2 / R 1, a R 2 + R 1 = R , čo priamo vyplýva z rovnosti pôsobiacich síl: F 1 = M 1 a 1 A F 2 = M 2 a 2 , kde zrýchlenia sú: a 1 = ω 2 R 1 a a 2 = ω 2 R 2

Dostredivé sily spôsobujúce pohyb telies po kruhových trajektóriách sú rovnaké (v absolútnej hodnote): F 1 =F 2 = F G. Navyše, prvá z nich je dostredivá a druhá odstredivá a naopak: každá zo síl je v súlade s tretím zákonom oboje.

Preto, prísne vzaté, použitie každého z diskutovaných výrazov je zbytočné, pretože neoznačujú žiadne nové sily, pretože sú synonymami jedinej sily - sily univerzálnej gravitácie. To isté platí pre činnosť ktoréhokoľvek z vyššie uvedených spojení.

Ako sa však mení vzťah medzi uvažovanými hmotami, to znamená, že divergencia v pohybe telies s týmito hmotami je čoraz významnejšia, rozdiel vo výsledkoch pôsobenia každého z uvažovaných telies pre pozorovateľa sa stáva čoraz významnejším.

V mnohých prípadoch sa pozorovateľ stotožňuje s jedným zo zúčastnených tiel, a preto sa pre neho stáva nehybným. V tomto prípade pri takom veľkom porušení symetrie vo vzťahu k pozorovanému obrázku sa jedna z týchto síl ukáže ako nezaujímavá, pretože prakticky nespôsobuje pohyb.

Prepisovanie druhého zákona ako F − ma = 0 a nahradenie druhého termínu vľavo určitou silou F i = − ma , dostaneme nový záznam pre druhý zákon: F + F i = 0 .Tu pôsobia obe sily na to isté teleso a ich súčet sa rovná nule, z čoho vyplýva, že toto teleso v vzťažnej sústave spojenej s týmto telesom je v pokoji, hoci sa sústava sama s ním pohybuje zrýchlene. Tá sila F i, sa svojím pôvodom nelíši od sily F(ako to naznačuje znak rovnosti v kánonickom zápise zákona). Je tu návrh nazvať to Newtonovská sila zotrvačnosti. Táto sila nemá nič spoločné s odstredivou silou.

Literatúra

• Newton I. Matematické princípy prírodnej filozofie. Za. a cca. A. N. Krylovej. M.: Nauka, 1989
• S. E. Khaikin. Zotrvačné sily a stav beztiaže. M.: „Veda“, 1967
• Frisch S. A. a Timoreva A. V. Dobre všeobecná fyzika, Učebnica pre fyzikálne, matematické a fyzikálno-technické fakulty štátne univerzity, zväzok I. M.: GITTLE, 1957

Vypočítať zrýchlenie telies prostredníctvom rovnováhy síl.

To je často pohodlné. Napríklad, keď sa celé laboratórium otáča, môže byť vhodnejšie zvážiť všetky pohyby vo vzťahu k nemu so zavedením iba dodatočných zotrvačných síl, vrátane odstredivých, pôsobiacich na všetky hmotné body, než brať do úvahy neustála zmena polohu každého bodu vzhľadom na inerciálny referenčný systém.

Často, najmä v odbornej literatúre, implicitne prechádzajú do neinerciálnej vzťažnej sústavy rotujúcej s telesom a hovoria o prejavoch zákona zotrvačnosti ako o odstredivej sile pôsobiacej na časť pohybujúceho sa telesa. po kruhovej ceste telesá na spojeniach spôsobujúcich túto rotáciu a považujú ju, podľa definície, za rovnakú, čo sa veľkosti rovná dostredivej sile a vždy smerujúcu v opačnom smere k nej.

Avšak vo všeobecnom prípade, keď sa okamžitý stred otáčania telesa pozdĺž kruhového oblúka, ktorý aproximuje trajektóriu v každom z jeho bodov, nemusí zhodovať so začiatkom vektora sily spôsobujúceho pohyb, je nesprávne nazývať sila pôsobiaca na spojenie odstredivá sila. Koniec koncov, existuje aj zložka spojovacej sily, smerujúca tangenciálne k trajektórii, a táto zložka bude meniť rýchlosť telesa pozdĺž nej. Preto sa niektorí fyzici vo všeobecnosti vyhýbajú používaniu termínu „odstredivá sila“ ako zbytočnému.

Encyklopedický YouTube

• 1 / 5

  Typicky sa pojem odstredivá sila používa v rámci klasickej (newtonskej) mechaniky, ktorá je hlavnou časťou tohto článku (aj keď zovšeobecnenie tohto pojmu možno v niektorých prípadoch pomerne ľahko získať pre relativistickú mechaniku).

  Podľa definície je odstredivá sila sila zotrvačnosti (to je vo všeobecnom prípade časť celkovej zotrvačnej sily) v neinerciálnej referenčnej sústave, nezávisle od rýchlosti pohybu hmotného bodu v tejto referenčnej sústave a tiež nezávislé od zrýchlení (lineárnych alebo uhlových) tohto samotného referenčného systému vo vzťahu k inerciálnej referenčnej sústave.

  Pre hmotný bod je odstredivá sila vyjadrená vzorcom:

  F → = − m [ ω → × [ ω → × R → ] ] = m (ω 2 R → − (ω → ⋅ R →) ω →) , (\displaystyle (\vec (F))=-m\ vľavo[(\vec (\omega ))\times \left[(\vec (\omega ))\times (\vec (R))\right]\right]=m\left(\omega ^(2)( \vec (R))-\left((\vec (\omega ))\cdot (\vec (R))\vpravo)(\vec (\omega ))\vpravo),) F → (\displaystyle (\vec (F)))- odstredivá sila pôsobiaca na telo, m (\displaystyle\m)- telesná hmotnosť, ω → (\displaystyle (\vec (\omega )))- uhlová rýchlosť otáčania neinerciálnej referenčnej sústavy voči inerciálnej (smer vektora uhlovej rýchlosti je určený gimletovým pravidlom), R → (\displaystyle (\vec (R)))- polomerový vektor telesa v rotujúcej súradnicovej sústave.

  Ekvivalentný výraz pre odstredivú silu možno napísať ako

  F → = m ω 2 R 0 → (\displaystyle (\vec (F))=m\omega ^(2)(\vec (R_(0))))

  ak použijeme zápis R 0 → (\displaystyle (\vec (R_(0)))) pre vektor kolmý na os rotácie a ťahaný z nej do daného hmotného bodu.

  Odstredivú silu pre telesá konečných rozmerov možno vypočítať (ako sa to zvyčajne robí pre akékoľvek iné sily) súčtom odstredivých síl pôsobiacich na hmotné body, čo sú prvky, na ktoré mentálne rozdeľujeme konečné teleso.

  Záver

  V literatúre je úplne odlišné chápanie pojmu „odstredivá sila“. Toto sa niekedy nazýva skutočná sila aplikovaná nie na teleso vykonávajúce rotačný pohyb, ale pôsobiaca zo strany telesa na spoje obmedzujúce jeho pohyb. Vo vyššie diskutovanom príklade by to bol názov sily pôsobiacej z gule na pružinu. (Pozrite si napríklad odkaz na TSB nižšie.)

  Odstredivá sila ako skutočná sila

  Aplikovaný nie na spoje, ale naopak na rotujúce teleso, ako objekt jeho vplyvu, pojem „odstredivá sila“ (doslova sila pôsobiaca na rotujúce alebo rotujúce hmotné teleso, ktorá ho núti behať z okamžitého stredu rotácie), je eufemizmus založený na nesprávnom výklade prvého zákona (Newtonov princíp) v tvare:

  Každé telo odoláva zmena pokojového stavu alebo rovnomerný lineárny pohyb pod vplyvom vonkajšej sily

  Každé telo usiluje udržiavať stav pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu, kým nepôsobí vonkajšia sila.

  Ozvenou tejto tradície je myšlienka určitého silu, ako materiálny faktor, ktorý tento odpor alebo túžbu realizuje. O existencii takejto sily by bolo vhodné hovoriť, ak by si napríklad pohybujúce sa teleso napriek pôsobiacim silám udržalo svoju rýchlosť, ale nie je to tak.

  Použitie termínu „odstredivá sila“ platí vtedy, keď miestom jeho pôsobenia nie je rotujúce teleso, ale spojenie obmedzujúce jeho pohyb. V tomto zmysle je odstredivá sila jedným z pojmov vo formulácii tretieho Newtonovho zákona, antagonista dostredivej sily, ktorá spôsobuje rotáciu predmetného telesa a pôsobí naň. Obe tieto sily majú rovnakú veľkosť a opačný smer, ale pôsobia na ne rôzne telies a preto sa navzájom nekompenzujú, ale spôsobujú naozaj citeľný efekt – zmenu smeru pohybu telesa (hmotného bodu).

  Zotrvanie v inerciálnej referenčnej sústave, uvažujme dve nebeské telesá, napríklad zložku dvojhviezdy s hmotnosťou rovnakého rádu M 1 (\displaystyle (M_(1))) A M 2 (\displaystyle (M_(2))), ktorý sa nachádza na diaľku R (\displaystyle R) jeden od druhého. V prijatom modeli sa tieto hviezdy považujú za hmotné body a R (\displaystyle R) je vzdialenosť medzi ich ťažiskami. Sila univerzálnej gravitácie pôsobí ako spojenie medzi týmito telesami. F G: GM 1 M 2 / R 2 (\displaystyle (F_(G)):(GM_(1)M_(2)/R^(2))), Kde G (\displaystyle G)- gravitačná konštanta. Toto je jediná aktívna sila, ktorá spôsobuje zrýchlený pohyb telies k sebe.

  Avšak v prípade, že každé z týchto telies rotuje okolo spoločného ťažiska lineárnymi rýchlosťami v 1 (\displaystyle (v_(1))) = ω 1 (\displaystyle (\omega )_(1)) R 1 (\displaystyle (R_(1))) A v 2 (\displaystyle (v_(2))) = R 2 (\displaystyle (R_(2))), potom si takýto dynamický systém zachová svoju konfiguráciu neobmedzene dlho, ak sú uhlové rýchlosti otáčania týchto telies rovnaké: ω 1 (\displaystyle (\omega _(1))) = ω 2 (\displaystyle (\omega _(2))) = ω (\displaystyle \omega ) a vzdialenosti od stredu otáčania (ťažiska) budú súvisieť ako: M 1 / M 2 (\displaystyle (M_(1)/M_(2))) = R 2 / R 1 (\displaystyle (R_(2)/R_(1))), a R2 + R1 = R (\displaystyle (R_(2))+(R_(1))=R), čo priamo vyplýva z rovnosti pôsobiacich síl: F 1 = M 1 a 1 (\displaystyle (F_(1))=(M_(1))(a_(1))) A F 2 = M 2 a 2 (\displaystyle (F_(2))=(M_(2))(a_(2))), kde zrýchlenia sú: a 1 (\displaystyle (a_(1)))= ω 2 R 1 (\displaystyle (\omega ^(2))(R_(1))) A a 2 = ω 2 R 2 (\displaystyle (a_(2))=(\omega ^(2))(R_(2)))

  Najčastejšie sa zotrvačné sily prejavujú staticky v tlaku, ktorým pôsobí teleso vyvíjajúce zotrvačnú silu na iné teleso zodpovedné za zmenu pohybového stavu prvého telesa. Záťaž zrýchlená smerom nahor vyvíja dodatočný tlak na plošinu v dôsledku sily zotrvačnosti (obr. 23). Pozorovateľovi, ktorý ťahá lano, sa zdá, že bremeno „naberá na váhe“, čím viac sa dvíha s väčším zrýchlením.

  Ryža. 23. „Zvýšenie hmotnosti“ pri zdvíhaní so zrýchlením nastáva v dôsledku zotrvačnej sily vyvinutej telom.

  Keď tlak alebo napätie akéhokoľvek telieska prinúti pohybujúce sa teleso odchýliť sa od priamočiarej dráhy, hovoríme, že teleso vychýlené z priamočiarej dráhy vyvíja odstredivú zotrvačnú silu, smerujúcu opačne k dostredivej sile, ktorou telesá, ktoré spôsobili zakrivenie trajektória tlačí na pohybujúce sa teleso alebo ho ťahá. Podľa zákona o rovnosti akcie a reakcie sú tieto dve sily vždy číselne rovnaké, preto je odstredivá sila určená vzorcom

  alebo čo je to isté:

  Dostredivá sila smeruje vždy k stredu zakrivenia a pôsobí na pohybujúce sa teleso; Odstredivá sila sa svojou veľkosťou rovná dostredivej sile, ale smeruje opačným smerom, t.j. od stredu zakrivenia ku konvexnosti trajektórie, a pôsobí na telesá, ktoré spôsobujú zakrivenie trajektórie pohybujúceho sa telesa.

  Masívna guľa zavesená na silnom vlákne ju v pokoji ťahá gravitačnou silou gule, ale keď je uvedená do oscilácie, ťahá ju silou väčšou, než je jej gravitácia, veľkosťou odstredivej sily zotrvačnosti, ktorú vyvinie. :

  

  Auto prechádzajúce po plošine, ktorá sa pod jej váhou mierne prehne, tlačí na most silou, ktorá prevyšuje hmotnosť auta o hodnotu odstredivej sily zotrvačnosti. Preto, ak sú ostatné veci rovnaké, tlak auta na konkávny most bude tým väčší, čím vyššia bude rýchlosť auta. Aby sa zabránilo pôsobeniu odstredivých síl, mostíky sú zvyčajne trochu vypuklé (obr. 24). V tomto prípade sa váha áut rýchlo pohybujúcich sa po moste čiastočne prejavuje dynamicky, čím im udeľuje dostredivé zrýchlenie smerujúce nadol; preto tlak na konvexný most áut rýchlo prechádzajúcich po ňom bude menší ako ich hmotnosť.

  Na zakrivených tratiach vyvíjajú kolesá vlakových alebo električkových vozňov horizontálny tlak na vonkajšiu koľaj v dôsledku

  

  Ryža. 24 Pri jazde po vypuklom moste tlačí auto na umývadlo silou menšou ako je jeho hmotnosť

  odstredivá sila zotrvačnosti vyvinutá automobilom. Aby sa zabránilo prevráteniu vozňa, musí výsledný tlak vytvorený hmotnosťou vozňa a odstredivou silou smerovať medzi koľajnice kolmo na povrch koľajnice; Na tento účel je v oblúkoch vonkajšia koľajnica položená o niečo vyššie ako vnútorná (obr. 25).

  

  Ryža. 25. V oblúkoch je vonkajšia koľajnica položená vyššie ako vnútorná,

  Z podobných dôvodov rýchlokorčuliar pri opise kruhu nakláňa telo smerom k stredu kruhu (obr. 26). Znova si všimnime, že na obr. 25 a 26, ako je v tomto kurze všeobecne zvykom, zvlnené šípky znázorňujú statické prejavy síl (v prvom prípade sily pôsobiace na koľajnicu, v druhom na ľad). Na obr. 26 navyše ukazuje, ako reakcia podpery a hmotnosť korčuliara poskytuje celkovú dostredivú silu, ktorá pôsobí na stred zotrvačnosti korčuliara a prejavuje sa dynamicky v dostredivom zrýchlení, keď sa korčuliar pohybuje po kruhovom oblúku. . Presne rovnaká konštrukcia by mohla byť pridaná na obr. 25. Dostredivé zrýchlenie, ktoré zabezpečuje pohyb auta po oblúkovej trati, pri správnom zdvihnutí vonkajšej koľajnice (ako v prípade znázornenom na obr. 26), vzniká v dôsledku geometrického súčtu reakcie koľajnice a hmotnosť auta. Sklon plachty síce neeliminuje horizontálnu zložku tlaku kolies na koľajnice, ale znižuje (pri správnom uhle sklonu - na nulu) bočný tlak pneumatík, rovnobežne s rovinou kl. podvaly. Ak by sa vonkajšia koľajnica nezdvíhala, a teda by sa vagón v oblúkoch pohyboval striktne vertikálne, potom by okrem tendencie prevrátenia vznikali veľké sily, ktoré by posúvali upevnenie koľajníc k podvalom; v tomto prípade by dostredivá sila na oblúky koľaje vznikala v dôsledku naznačených síl, ktoré majú tendenciu odtrhnúť vonkajšiu koľajnicu, pričom pri správnom sklone koľaje nevznikajú v rovine koľaje žiadne posuvné sily, keďže výsledný tlak na koľajnice je kolmý na túto rovinu,

  V prípadoch, ako je ten, ktorý je znázornený na obr. 26, dostredivá sila pôsobí na ťažisko pohybujúceho sa telesa a body pôsobenia odstredivej sily sú určené geometrickými podmienkami kontaktu pohybujúceho sa telesa s telesom, na ktoré pôsobí odstredivá sila a ktorého opozícia zabezpečuje zakrivenie trajektórie; preto tieto

  Hoci sú numericky rovnaké sily smerované, podobne ako akcia a reakcia, antiparalelné, nie sú v jednej priamke.

  Rotujúca látka pevný je v napnutom stave, pretože každá častica rotujúceho telesa vyvíja odstredivú zotrvačnú silu aplikovanú na susedné častice telesa, čím bráni príslušnej častici vzdialiť sa od osi rotácie. Zotrvačné sily smerujúce radiálne od stredu majú tendenciu odtrhávať vonkajšie vrstvy hmoty od vnútorných.

  

  Ryža. 26 Opisujúc kruhový oblúk, korčuliar nakloní svoje telo tak, aby reakcia ľadu prešla ťažiskom tela, potom výsledná reakcia R a hmotnosť dáva dostredivú silu.

  Ak je sila látky nedostatočná, potom pri vysokých rýchlostiach rotácie odstredivé sily zotrvačnosti zničia telo a roztrhajú ho. Aby sa predišlo takýmto nehodám, všetky rýchlo sa otáčajúce časti strojov (rotory) a vysokorýchlostné zotrvačníky sú vyrobené z najodolnejších kovov (zvyčajne ocele).

  Veľkosť odstredivých zotrvačných síl v rotujúcich častiach strojov možno posúdiť z nasledujúceho príkladu. Rotor jedného z gyrokompasov s priemerom 12 cm a hmotnosťou 2,5 kg robí 20 000 otáčok za minútu. Odstredivá sila vyvinutá na jeho okraj akoukoľvek hmotou je 25 tisíc krát väčšia ako hmotnosť tejto hmoty.

  Zotrvačné sily majú často deštruktívny vplyv na jednotlivé časti strojov. Keď je koleso namontované na osi tak, že celá jeho hmotnosť je rozložená symetricky vzhľadom na os otáčania, potom sú odstredivé sily zotrvačnosti vyvíjané jednotlivými časticami kolesa vyvážené na osi otáčania a ovplyvňujú iba elastické napätie hmoty kolesa. Pri veľmi vysokých rýchlostiach môže toto napätie spôsobiť prasknutie kolesa. Ale ak je hmotnosť kolesa rozložená asymetricky vzhľadom na os otáčania, potom aj pri relatívne nízkych rýchlostiach môžu odstredivé sily zotrvačnosti, ktoré v tomto prípade nie sú vyvážené na osi, viesť k zlomeniu nápravy.

  Na kolesách parnej lokomotívy môže asymetrické rozloženie zotrvačných síl vytvárať jednostranný tlak na nápravu niekoľkých ton; v tomto ohľade, keď sa takéto koleso otáča, tlak kolesa na koľajnicu sa buď zvýši (keď výsledné nevyvážené odstredivé sily smerujú nadol) alebo sa zníži (keď smeruje nahor) - koľajnica je akoby pod vplyv úderov ťažkého kladiva.

  Pri navrhovaní každého nového stroja sa vykonáva podrobný výpočet zotrvačných síl, ktoré v ňom môžu vzniknúť. rozdielne podmienky jej práce. Proti prejavom nevyvážených zotrvačných síl je potrebné bojovať presným rozložením hmôt a koordináciou pohybov jednotlivých častí stroja.

  Ale zotrvačné sily, najmä odstredivé sily, zohrávajú úlohu aj v technológii. pozitívna aplikácia, veľmi rozsiahle a pestré (obsluha bucharov, odstredivých strojov, odstrediviek a pod.).

  Upozorňujeme, že výraz „odstredivá sila“ nie je úplne vhodný; vedie to k nepochopeniu tejto sily. Pojem "odstredivá sila" nabáda k premýšľaniu o pohybe zo stredu otáčania pozdĺž polomeru. Odstredivá sila síce pôsobí radiálne od stredu, ale v tomto smere nespôsobuje a ani nemôže spôsobiť žiadny pohyb, pretože je aplikovaná na väzby. Ak sa náhle odstránia spojenia, ktoré držali telo v konštantnej vzdialenosti od stredu (napríklad sa pretrhne lano, ku ktorému je priviazaný kameň, ktorý otáčame v kruhu), potom sa teleso pohybujúce sa v kruhu vzdiali od stred kružnice, samozrejme, nie po polomere, ale po dotyčnici ku kružnici, pretože zotrvačnosťou si zachová smer rýchlosti, ktorý mal v momente, keď sa väzby prerušili.

Návrat