Ещё в 1689 году великий ученый Исаак Ньютон ввёл такое понятие, как центробежная сила. Эту силу легко обнаружить и почувствовать. Достаточно раскрутиться на карусели и будет впечатление, что вот-вот тебя выкинет наружу. По этой логике работают все детские карусельки и более сложные аттракционы.
Ещё раньше была такая забавная штука, как аттракцион "цепочка". Детей раскручивали на импровизированной карусели с мягким подвесом кресел и кресла поднимались благодаря влиянию центробежной силы.
Что такое центробежная сила
Если дать определение центробежной силе, то оно будет весьма незамысловатым.
Центробежная - это такая сила, которая при движении тела по окружности, направлена от центра этой окружности по прямой, проведенной через центр этой окружности.
Причиной появления силы считается инерция. Правда говорить о самостоятельности этого явления, не совсем правильно. Центробежную силу часто именуют псевдо силой. Это скорее интегрированное понятие, которое формировалось годами и объединило множество подходов к вопросу.
Земля - это тело, имеющее форму шара. Когда Земля вращается, то у объектов, находящихся на экваторе, гарантированно будет ощущаться влияние центробежной силы. Дополнительно к этому должно ощущаться и земное притяжение.
Можно ошибочно подумать, что сила притяжения к планете, которую мы ощущаем, формируется только лишь в результате работы центробежной силы. Отсюда следует и логичный вопрос: будет ли проявлять себя центробежная сила на полюсах Земли? Ведь если нет, то по идее все тела на полюсах будут от земли отваливаться и улетать в космос.
Центробежная и центростремительная силы
Говоря таким образом мы демонстрируем полное непонимание процесса.
Во-первых, тело, перемещающееся по окружности, удерживает на траектории не сама центробежная сила, а центростремительная сила, которая уравновешивает центробежную. Эти две силы всегда идут под руку.
Во-вторых, в случае с планетой мы забыли ещё и про гравитационное взаимодействие всех тел во вселенной. Сила тяготения появляется из-за неё.
В итоге получается, что центробежная сила действительно делает свой вклад в этот процесс. Вес тела на экваторе будет действительно меньше, чем вес тела на полюсах. Разница незначительная, поскольку и скорость Земли не настолько огромная, чтобы был ощутимый вклад, но эта разница есть.
Теперь что же у нас с полюсами?
Когда ребенку в школе задают вопрос "Есть ли центробежная сила на полюсе", то он обязательно ожидает, что в ответе должен быть какой-то подвох.
Начинается большая угадайка. На самом же деле, достаточно просто нарисовать землю, вспомнить какие силы в природе существую и выявлены современной наукой, и дать прямой ответ по существу.
Так есть ли центробежная сила на полюсе?
Это можно сделать даже без знания формул. Нужно вспомнить ту ситуацию, когда вас выбрасывал ос карусели наружу. Вот человек встал, карусель не движется и ничего не происходит. Карусель начинает медленно вращаться. Сначала центростремительная сила уравновешивает центробежную. Потом центробежная становится больше центростремительной и ощущается, что тебя выбрасывает. Что изменилось? Угловая скорость! Значит она влияет. А если встать на край карусели ли ближе к центру...Где сильнее выбрасывает? На краю! Значит, важен и радиус. Про Землю всё также.
Земля вращается вдоль продольной оси, совпадающей с её диаметром. Чем дальше точка на поверхности находится от этой оси, тем большее влияние центробежной силы ощущается. Значит, чем ближе к экватору, тем больше центробежная сила, а на полюсах её нет вовсе.
Смотрим на формулу и видим, что чем меньше радиус, тем меньше и итоговое произведение.
Соответственно, на полюсах ещё и тела будут тяжелее. Ведь центробежная сила не будет делать никакой вклад в этот процесс.
Казалось бы, мы сейчас обсуждаем фундаментальные вопросы понимания механики. И ситуации рассматриваются из школьного учебника. Но понимание этих базовых принципов очень важно для понимания физики в целом. Вот например, по какой логике вы бы выбрали место для расположения космодрома? На полюсе или на экваторе?
Ответ напрашивается сам собой - как можно ближе к экватору! Ведь там влияние центробежной силы будет максимальным и несмотря на эти гроши и кошкины слёзы, для взлетающей огромной ракеты такие "микровлияния" выливаются уже во вполне приличные числа. Это экономия топлива, меньшая перегрузка, меньшие затраты на производство агрегатов и их адаптацию к имеющейся среде.
------------
Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.
-------------
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
