Со времен школьной физики мы помним, что есть такие штуки, как центробежная сила и центростремительная сила.
Ещё при первом знакомстве с этими понятиями вы наверняка отметили для себя, что везде есть слово "Центро", которое, казалось бы, подсказывает направление действия всех этих сил.
По здравой логике все они должны заставлять вращающееся тело тянуться к центру, но на практике наблюдается более интересная картина!
Примеры из жизни, которые не укладываются в голове
Если раскрутить камень на веревке, то при разрыве связи, он неминуемо отлетит не к центру системы во вращающего его человека, а наружу по касательной относительно траектории движения.
Подобный фокус используют и велосипедисты с мотоциклистами, которые выполняют мертвую петлю и в центр не падают. Также делают "солнышко" на качелях, когда человека буквально вжимает в сиденье, вместо того, чтобы отбросить наружу.
Тогда где тут то самое "центро-"?
Получается, что вроде как всё должно быть направлено к центру, а любой объект стремится отлететь именно от центра!
Непонимание появляется по двум причинам. Незнание терминологии и недостаточно правильное представление процесса движения по окружности.
Что такое центробежная сила просто
Центробежная сила - это сила, которая выбрасывает тела наружу за траекторию вращения, при их вращении по окружности или по кривой линии, аналогичной радиусу окружности.
"Центр" здесь является лишь частью большого слова и скорее лучше было бы называть эту силу "от центра бежная" :) Эта сила появляется всегда. Но тут очень важно проанализировать, при каких условиях она появляется и почему.
Почему-то большинство людей, склонны думать, что центробежная сила появляется сама по себе при движении по окружности. Как что-то аналогичное земному притяжению, которое есть всегда. На самом же деле центробежная сила - это всего лишь своеобразный ответ в системе на некоторую другую действующую силу! Она аналогична инерции. Тела сами по себе по окружности не вращаются. Их что-то заставляет иметь такую траекторию.
Для понимания фразы попробуем слегка переделать пример с камнем на веревке. Если веревка порвется в какой-то момент времени, то тело полетит уже не по кругу, а прямо или по касательной! Ведь если просто бросать камень прямо без всяких веревок, то он и полетит прямо.
Таким образом, центробежная сила является физическим ответом на действие другой удерживающей или поворачивающей силы. Она бы не появилась вовсе, если бы не было некоторого фактора, заставляющего объект двигаться по окружности. Говоря понятным языком, без веревки мы бы не раскрутили камень по кругу. И соответственно, сила бы просто не появилась!
Подобным образом можно проанализировать и поворот велосипеда или машины на дороге. Там руль является некоторым аналогом веревки. Без руля транспортное средство не стало бы поворачивать. Как и камень бы не крутился по окружности без веревки. Значит, и центробежной силы бы не было, не будь этого фактора.
Центростремительная сила и зачем она нам
Ну а исходя из законов Ньютона, эту страшную силу что-то должно уравновешивать. Иначе в нашем мире не бывает. И тут на арене появляется уже центростремительная сила. Которая считается, исходя из второго закона Ньютона и является произведением массы на ускорение. В случае движения камня на веревке по окружности она совпадает с направлением силы натяжения веревки, которая удерживает камень.
Центростремительная сила, аналогично центробежной, в природе сама по себе не существует и является некоторым "ответом"
Получается, что никакой центростремительной силы, как фундаментальной силы нашего мира, в природе не существует. Это всего лишь сторонняя вспомогательная сила. Она, аналогично центробежной, является вспомогательной. Ну а центростремительная она потому, что направлена к центру :)
Ответ на вопрос в заголовке
Получается, что камень отлетает наружу из-за того, что это правильное для него направление движения. Никакая центростремительная сила тут не причем, ровно как и центробежная. Они описывают физический процесс, но не являются причиной такого криволинейного движения. Поэтому, и название не совсем оправдывается.
Следовательно, для правильного понимания процесса, следует правильно понять природу появления самих сил.
----
Друзья, алгоритмы ДЗЕНа поехали кукухой и подкидывают всем в выдаче желтуху. Научно-популярным каналам живётся всё хуже и мы теряем охваты.
Обязательно поставьте лайк статье! Каждый лайк на счету!
-----
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
Смотрите нас на YouTube и присоединяйтесь к нашему Телеграм!