Это один из самых распространенных и даже очень хороших вопросов. Сама логика появляется из кривого запоминания второго закона Ньютона.
Человек вбивает себе в голову, что сила во чтобы то ни стало должна равняться произведению массы на ускорение, а потому при круговом движении очень хочется умножить массу на центростремительное ускорение. Ну а если ускорение центростремительное, то и сила должна тогда быть тоже направлена к центру.
Ну а теперь обсудим, как оно должно быть. Представьте, что вы крутите камень, привязанный к верёвке. Рука ощущает натяжение, верёвка тянет камень к центру вращения. Камень как будто норовит вырваться наружу. Откуда этот парадокс?
Дело в том, что ускорение – это не то же самое, что направление силы. В круговом движении скорость тела постоянно меняется по направлению, но не по величине. Чтобы траектория была кривой, нужен толчок к центру – именно поэтому верёвка тянет камень внутрь. Это называется центростремительным ускорением.
Но почему тогда ощущается, будто тело стремится наружу? Здесь вступает в игру инерция. По первому закону Ньютона любое тело стремится двигаться по прямой линии, если на него не действуют силы. Камень тоже хочет лететь прямо, но верёвка заставляет его отклоняться к центру. Мы воспринимаем сопротивление этому отклонению как «силу отлёта», хотя на самом деле никакой силы наружу не существует – это иллюзия, возникающая в нашей системе отсчёта.
Ради интереса отметим, что гравитация - это тоже не сила. Согласно современному представлению так воспринимается реакция объекта на искажение пространства-времени. Но вернемся к камню, про гравитацию я и так немало понаписал.
Если разорвать верёвку, камень не полетит к центру и не выстрелит радиально наружу. Он мгновенно устремится по касательной – в том направлении, куда был направлен вектор скорости в момент обрыва. Именно так проявляется инерция: тело продолжает движение, но уже без центростремительной тяги.
На карусели или в поворачивающем автомобиле мы чувствуем похожее – нас будто прижимает наружу. Но на самом деле наше тело просто пытается сохранить прямолинейное движение, пока сиденье или ремни безопасности толкают его к центру.
Таким образом, ускорение действительно направлено к центру, а «отлетание» – лишь проявление стремления тела двигаться по прямой, которое мы ошибочно воспринимаем как силу, направленную наружу.
Хочется помочь проекту, но нет возможности купить премиум? Просто поставьте лайк 👍 и подписываться на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями