Kā jūs zināt, jebkurš fiziskais ķermenis parasti saglabā savu miera stāvokli vai vienmērīgu taisnvirziena kustību, līdz tas tiek pakļauts jebkādam triecienam no ārpuses. Centrbēdzes spēks nav nekas cits kā šī universālā inerces likuma izpausme. Mūsu dzīvē tas ir sastopams tik bieži, ka mēs to praktiski nepamanām un reaģējam uz to zemapziņas līmenī.
Koncepcija
Centrbēdzes spēks ir fiziska punkta ietekme uz spēkiem, kas ierobežo tā kustības brīvību un liek tam pārvietoties līkni attiecībā pret ķermeni, kas to savieno. Tā kā šāda ķermeņa pārvietojuma vektors pastāvīgi mainās, pat ja tā absolūtais ātrums paliek nemainīgs, paātrinājuma vērtība nebūs nulle. Tāpēc, pateicoties Ņūtona otrajam likumam, kas nosaka spēka atkarību no ķermeņa masas un paātrinājuma, unir centrbēdzes spēks. Tagad atcerēsimies slavenā angļu fiziķa trešo noteikumu. Viņaprāt, dabā spēki pastāv pa pāriem, kas nozīmē, ka centrbēdzes spēks ar kaut ko ir jālīdzsvaro. Patiešām, ir jābūt kaut kam, kas notur ķermeni uz tā līknes trajektorijas! Tā tas ir, tandēmā ar centrbēdzes spēku centripetālais spēks iedarbojas arī uz rotējošo objektu. Atšķirība starp tām ir tāda, ka pirmais ir piestiprināts pie korpusa, bet otrais - pie tā savienojuma ar punktu, ap kuru notiek rotācija.
Kur izpaužas centrbēdzes spēka darbība
Vērts atritināt ar roku pie auklas piesietu nelielu nastu, tiklīdz sāk just auklas spriegojumu. Ja nebūtu elastīga spēka, centrbēdzes spēka ietekme novestu pie virves pārrāvuma. Katru reizi, kad pārvietojamies pa apļveida celiņu (ar velosipēdu, automašīnu, tramvaju utt.), mēs tiekam nospiesti pretējā virzienā no pagrieziena. Tāpēc ātrgaitas trasēs, posmos ar asiem pagriezieniem, trasei ir īpašs slīpums, lai dotu lielāku stabilitāti sacensību braucējiem. Apskatīsim vēl vienu interesantu piemēru. Tā kā mūsu planēta griežas ap savu asi, centrbēdzes spēks iedarbojas uz visiem objektiem, kas atrodas uz tās virsmas. Tā rezultātā lietas kļūst nedaudz vieglākas. Ja ņemat 1 kg svaru un pārvietojat to no pola uz ekvatoru, tad tā svars samazināsies par 5 gramiem. Pie tik niecīgām vērtībām šis apstāklis šķiet nenozīmīgs. Tomēr, palielinoties svaram, šī atšķirība palielinās. Piemēram,Tvaika lokomotīve, kas Odesā ieradīsies no Arhangeļskas, kļūs par 60 kg vieglāka, bet 20 000 tonnu smagais līnijkuģis, kas no B altās jūras devies uz Melno jūru, kļūs par 80 tonnām vieglāks! Kāpēc tas notiek?
Jo centrbēdzes spēks, kas rodas no mūsu planētas rotācijas, mēdz izkaisīt no Zemes virsmas visu, kas uz tās atrodas. Kas nosaka centrbēdzes spēka vērtību? Atkal atcerieties Ņūtona otro noteikumu. Pirmais parametrs, kas ietekmē centrbēdzes spēka lielumu, protams, ir rotējošā ķermeņa masa. Un otrs parametrs ir paātrinājums, kas līknes kustībā ir atkarīgs no griešanās ātruma un ķermeņa aprakstītā rādiusa. Šo atkarību var attēlot kā formulu: a=v2/R. Izrādās: F=mv2/R. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ja mūsu Zeme grieztos 17 reizes ātrāk, tad pie ekvatora būtu bezsvara stāvoklis un, ja pilnīgs apgrieziens notiktu tikai vienas stundas laikā, tad svara zudums būtu jūtams ne tikai pie ekvatora, bet arī visās jūrās. un valstis, kas atrodas tai blakus.
