Qual é a diferença entre força centrífuga e centrípeta?

Na sétima série, durante as aulas de física, os alunos passam por mecânica - uma seção sobre como os corpos se movem e interagem uns com os outros. Mecânica estudando blocos, alavancas, forças. Incluindo centrífuga e centrípeta.

Segundo os professores das escolas de Moscou, cada quarto estudante não distingue uma força da outra. Os alunos estão confusos por causa da raiz comum - o centro . É hora de descobrir o que é, qual é a diferença entre eles e como eles são.

O que é força centrífuga

Primeiros exemplos:

  • Quando a lavadora de roupa suja a roupa molhada, o tambor gira rapidamente. Então a água sai do tecido.
  • Lançamento do martelo nos Jogos Olímpicos. Antes de atirar, o atleta gira em torno de seu eixo e depois libera o martelo.
  • Nos circos chineses, um número com motociclistas em uma bola de metal é popular. Os dublês são lançados dentro da estrutura, onde aceleram e percorrem toda a superfície da bola. Mesmo no topo.
  • Em uma curva acentuada dos passageiros dentro do carro traz para o lado.

A força centrífuga (F cb ) é uma força que atua em um corpo em movimento curvilíneo com uma velocidade angular. Para encontrá-lo, use duas fórmulas: F = ma ou F = mv2 / r, onde m é a massa, a é a aceleração, v é a velocidade r é o raio.

F cb ocorre durante a inércia, quando o corpo se move curvilinearmente. Depende de duas coisas: o centro de rotação; raio para o assunto. Por exemplo, arremesso de martelo: um atleta começa a girar em torno de seu eixo junto com o projétil. O fio de metal é puxado por uma bola que pesa como uma mochila. Quando o atleta solta a alavanca, o martelo voa em linha reta.

O martelo puxa o fio ao girar no ar. É influenciado pela inércia, que "puxa" para fora da trajetória do movimento. Juntamente com eles, a bola é segurada pelo atleta e pelo arame esticado. Portanto, o projétil não voará até que o atleta solte a alça.

Agora voltemos à fórmula: raio é o comprimento do fio; massa é o peso da bola; velocidade é a velocidade com que o atleta gira; centro de rotação - o próprio atleta.

O que é força centrípeta?

Exemplos:

  • A Terra voa ao redor do Sol em órbita.
  • Yo-yo está girando em torno do braço.
  • Roda gigante faz uma volta completa.

A força centrípeta (F cc ) é a força que atua sobre um corpo em movimento curvilíneo. Para encontrá-lo, use a fórmula: F = mv2 / r.

A Fcc ocorre quando o corpo se move em círculo e algo o mantém na trajetória. Voltemos ao exemplo do arremesso de martelo: a bola gira no ar, mas não voa para longe do atleta além do comprimento do fio. Como se algo estivesse atraindo o assunto. Ele contém F cs .

F cc é uma generalização de outras influências no objeto de ação. Por exemplo, um atleta segura um martelo ou o Sol atrai a Terra para si e não voa para longe da órbita.

No primeiro caso, a bola é mantida pelo próprio atleta e pela tensão do fio. No segundo - a Terra não solta a atração do sol. Esses casos não têm nada em comum, mas chamam os mesmos.

F cc depende de: o raio entre o objeto; centro de rotação. Quanto maior a distância entre o centro de rotação e o objeto, menos afeta. Por exemplo, se você amarra uma pedra a um metro de corda, gire-a, ela puxará com uma força F. Se você mudar a corda para 2 metros, ela já será F / 2.

O que é comum entre eles

É hora de comparar forças centrífugas e centrípetas. Eles têm diferenças e semelhanças. Aqui estão as características comuns:

Igual em valor

A Terra está girando em torno do Sol em órbita elíptica. Quando o planeta voa a uma distância de 147 milhões de quilômetros, sua velocidade é de 30, 2 km / s . Este site é chamado periélio. Aqui Fcb acima de tudo, porque a velocidade está acima da média, e a diferença entre o planeta com o centro de rotação é curta.

A uma distância de 152 milhões de quilômetros do Sol, a velocidade cai para 29, 2 km / s . Esta zona é chamada de afélio . Aqui F é o menor, porque a distância até a estrela é maior e a velocidade é menor que a média.

Entre o periélio e o afélio, o planeta voa a uma velocidade média de 29, 8 km / s .

Levanta-se simultaneamente

Eles aparecem quando o sujeito se move curvilineamente. Aqui estão alguns exemplos de clareza:

No projeto da lâmina com um motor elétrico pendurado duas cargas. Motor girou, a inércia apareceu. Eles começaram a girar nas lâminas, mas não voaram para longe. Eles mantiveram F cs .

O carro acelerou a 120 km / he entrou em um turno. O carro derrapou, mudou a direção do movimento às custas de Fcb . Mas o carro não saiu do caminho e ficou na pista. Aconteceu porque o Fc manteve o carro.

Em todos os exemplos, eles começaram a agir simultaneamente.

Como eles diferem

Eles ocorrem quando o corpo se move curvilinearmente. Seus valores são iguais. Mas eles não são os mesmos. É hora de descobrir qual é a diferença.

Diferente na direção

A primeira diferença é direção. O fato de serem iguais entre si e aparecerem simultaneamente não significa que seus vetores estejam olhando na mesma direção.

A terra gira em torno do sol em sua órbita. Ela está tentando fugir da estrela para voar para a galáxia. Mas algo a mantém.

F cb é direcionado a partir do centro de rotação. Ela puxa o planeta o mais longe possível da estrela. Mas por que é o maior periélio? Porque quanto mais perto o planeta está do centro, mais eles agem sobre ele. Se substituirmos a velocidade e o raio do periélio na fórmula F = mv2 / r, e depois o afélio, verifica-se que Fcb é maior na seção curta.

F cc é o oposto de centrífuga. Ele é direcionado para o centro e não permite que o corpo saia da trajetória.

Para o banco central F e F cc, a terceira lei de Newton funciona: F 1 = -F 2 . Os corpos atuam uns sobre os outros igualmente em magnitude, mas opostos em direção. Portanto, a Terra ainda gira em torno do sol.

Fontes de ocorrência

Além dos vetores de direção oposta, eles têm outra diferença - a causa da aparência.

A inércia aparece quando o objeto se move curvilineamente. Ou seja, o carro tenta se mover direto quando entra em uma curva a uma velocidade de 120 km / h.

F cc aparece de diferentes fontes: o impulso do motor impede que o carro voe para fora da estrada; o poder do atleta e a tensão do fio seguram o martelo; O sol atrai a terra. Todos esses exemplos são fenómenos físicos diferentes, mas são chamados de iguais.

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