Sentripetalkraft

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Gå til: navigering, søk
Berg- og dalbanevogner vert pressa gjennom ein loop ved at banen utøver ei sentripetalkraft på dei. Den reaktive sentrifugalkrafta på vognene, knytt til tregleiken deira, held dei i banen sin.
Figur 1: Eit enkelt døme på uniform sirkelrørsle. Ei kule bunden til ein rotasjonsakse som roterer mot klokka rundt ein bane med konstant vinkelsnøggleik ω. Snøggleiken til kula er ein vektor tangent til banen og endrar kontinuerleg retning.

Sentripetalkraft er ei kraft som gjer at ein lekam følgjer ein krum bane: ho er alltid ortogonal til snøggleiken til lekamen, mot det momentane senteret for krumminga til banen.[1][2] Uttrykket sentripetalkraft kjem frå dei latinsk orda centrum («senter») og petere («tendere mot», «sikte på»), som syner til at krafta er retta innover mot sentrum av krumminga til banen. Isaac Newton skildra det som: «Ei sentripetalkraft er krafta som gjer at lekamar vert trekte eller drive fram, eller på noko måte går i retning mot eit punkt, med omsyn til eit senter».[3]

Formel[endre | endre wikiteksten]

Storleiken til sentripeltalkrafta til ein lekam er massen m med ein viss fart v langs ei bane med krummingsradius r:[4]

F = \frac{m v^2}{r}

Retninga til krafta er retta inn mot senteret av sirkelen som lekamen flyttar seg langs, eller sirkelen som best passar den lokale banen til lekamen om banen ikkje er sirkulær.[5] Krafta vert stundom òg skriven med vinkelsnøggleiken ω til lekamen rundt senteret til ein sirkel:

F = m r \omega^2 \,

Kjelder til sentripetalkrafta[endre | endre wikiteksten]

For ein satellitt i bane rundt ein planet, er den delvis verkelege sentripetalkrafta eit resultat av den klassiske newtonske gravitasjonsmodellen mellom satellitten og planaten. Tyngdekreftene på kvar lekam verkar mot den andre, som er mot massesentrumet til dei to lekamane. For lekamar i krinslaup er dette tyngdesentrumet sentrumet for sirkulære krinslaup. For ikkje-sirkulære krinslaup eller trajektoriar, er det berre komponenten til tyngdekrafta som er ortogonal til banen (mot senteret av smygekurven) som vert kalla sentripetalkrafta. Den andre komponenten aukar eller sakkar ned farten til satellitten i banen.[6] Enkelte kjelder, inkludert Newton, omtalar heile tyngdekrafta som sentripetal, sjølv om ho ikkje strengt tatt er sentripetal når banen ikkje er sirkulær[7].

For ein lekam som er festa til enden av eit tau og som roterer rundt ein vertikal rotasjonsakse, er sentripetalkrafta den horisontale komponenten til spenninga i tauet, som verkar mot rotasjonsaksen. For ein lekam som spinner rundt er det den indre trekkspenninga som gjev sentripetalkreftene som gjer at delane av lekamen flyttar seg i lag i sirkelrørsler.

Sjå òg[endre | endre wikiteksten]

Kjelder[endre | endre wikiteksten]

  1. Russelkl C Hibbeler (2009). «Equations of Motion: Normal og tangential coordinates». Engineering Mechanics: Dynamics (12 ed.). Prentice Hall. s. 131. ISBN 0136077919. 
  2. Paul Allen Tipler, Gene Mosca (2003). Physics for scientists og engineers (5th ed.). Macmillan. s. 129. ISBN 0716783398. 
  3. Felix Klein, Arnold Sommerfeld (2008). The Theory of the Top (Reprint with translators' notes of 1897 ed.). Boston, Mass.: Birkhäuser. s. 232. ISBN 0817647201. 
  4. Chris Carter (2001). Facts og Practice for A-Level: Physics. S.l.: Oxford Univ Press. s. 30. ISBN 9780199147687. 
  5. Eugene Lommel og George William Myers (1900). Experimental physics. K. Paul, Trench, Trübner & Co. s. 63. 
  6. Johnnie T. Dennis (2003). The Complete Idiot's Guide to Physics. Alpha Books. s. 91. ISBN 9781592570812. 
  7. George Bernard Benedek og Felix Villars (2000). Physics, with Illustrative Examples from Medicine og Biology: Mechanics. Springer. s. 52. ISBN 9780387987699. 

Bakgrunnsstoff[endre | endre wikiteksten]