Centrbēdzes spēka fizika

Centrbēdzes spēks, fiktīvs spēks, kas raksturīgs daļiņai, kas pārvietojas pa apļveida ceļu, kam ir tāds pats lielums un izmēri kā spēkam, kas daļiņu notur uz apļveida ceļa (centimetra spēks), bet norāda pretējā virzienā.

mehānika: Centrbēdzes spēks

Saskaņā ar Galilejas relativitātes principu, ja Ņūtona likumi ir patiesi jebkurā atsauces ietvarā, tad tie ir taisnīgi arī jebkurā citā ietvarā

Akmens, kas virpuļo horizontālā plaknē ar virknes galu, kas piestiprināta pie zemes uz zemes, pastāvīgi maina tā ātruma virzienu, un tāpēc tai ir paātrinājums staba virzienā. Šis paātrinājums ir vienāds ar tā ātruma kvadrātu, dalītu ar auklas garumu. Saskaņā ar Ņūtona otro likumu paātrinājumu rada spēks, kas šajā gadījumā ir stieples spriegums. Ja akmens pārvietojas ar nemainīgu ātrumu un gravitācija tiek atstāta novārtā, uz iekšu vērstā stieples spriegojums ir vienīgais akmens iedarbība. Ja aukla saplīst, akmens inerces dēļ turpinās iet taisnā līnijā, kas ir pieskare tās iepriekšējam riņķveida ceļam; tas nepārvietojas uz āru, kā tas būtu, ja centrbēdzes spēks būtu reāls.

Lai gan tas nav īsts spēks saskaņā ar Ņūtona likumiem, centrbēdzes spēka koncepcija ir noderīga. Piemēram, analizējot šķidruma izturēšanos krējuma atdalītājā vai centrifūgā, ir ērti izpētīt šķidruma izturēšanos pret rotējošo trauku, nevis attiecībā pret Zemi; un, lai Ņūtona likumi būtu piemērojami šādā rotējošā atskaites ietvarā, kustības vienādojumos jāiekļauj inerces spēks vai fiktīvs spēks (centrbēdzes spēks), kas ir vienāds ar un pretējs centripetālajam spēkam. Atskaites ietvarā, kas piestiprināts virpuļojošam akmenim, akmens ir miera stāvoklī; lai iegūtu līdzsvarotu spēku sistēmu, jāiekļauj uz āru vērsts centrbēdzes spēks.

Centrbēdzes spēku var palielināt, palielinot griešanās ātrumu vai korpusa masu vai samazinot rādiusu, kas ir ķermeņa attālums no līknes centra. Palielinot masu vai samazinot rādiusu, attiecīgi palielinās centrbēdzes spēks tiešā vai apgrieztā proporcijā, bet, palielinot griešanās ātrumu, tas palielinās proporcionāli ātruma kvadrātam; tas ir, palielinoties ātrumam 10 reizes, teiksim, no 10 līdz 100 apgriezieniem minūtē, centrbēdzes spēks palielinās ar koeficientu 100. Centrbēdzes spēku izsaka kā g reizinājumu, kas ir normāla gravitācijas spēka simbols (stingri runājot, paātrinājums gravitācijas ietekmē). Centrbēdzes lauki, kas pārsniedz 1 000 000 000 g, ir izgatavoti laboratorijā ar ierīcēm, kuras sauc par centrifūgām.