Lực ly tâm: nó là gì và nó hoạt động như thế nào?

Lực ly tâm: nó là gì và nó hoạt động như thế nào?
Lực ly tâm: nó là gì và nó hoạt động như thế nào?
Anonim

Như bạn đã biết, thông thường đối với bất kỳ cơ thể vật chất nào cũng có thể duy trì trạng thái nghỉ ngơi hoặc chuyển động thẳng đều cho đến khi chịu bất kỳ tác động nào từ bên ngoài. Lực ly tâm chẳng qua là biểu hiện của định luật quán tính phổ quát này. Trong cuộc sống của chúng ta, nó được tìm thấy thường xuyên đến nỗi chúng ta thực tế không nhận thấy nó và phản ứng với nó ở cấp độ tiềm thức.

lực ly tâm
lực ly tâm

Khái niệm

Lực ly tâm là một loại ảnh hưởng của một điểm vật lý lên các lực hạn chế sự tự do chuyển động của nó và buộc nó phải chuyển động theo đường cong so với vật thể kết nối nó. Vì vectơ độ dời của một vật như vậy luôn thay đổi, ngay cả khi tốc độ tuyệt đối của nó không đổi, giá trị gia tốc sẽ không bằng không. Do đó, do định luật thứ hai của Newton, định luật này thiết lập sự phụ thuộc của lực vào khối lượng và gia tốc của vật thể, vàcó lực li tâm. Bây giờ chúng ta hãy nhớ lại quy tắc thứ ba của nhà vật lý nổi tiếng người Anh. Theo ông, trong tự nhiên, các lực tồn tại thành từng cặp, có nghĩa là lực ly tâm phải cân bằng bởi một vật nào đó. Thật vậy, phải có thứ gì đó giữ cho cơ thể trên quỹ đạo cong của nó! Vì vậy, song song với lực ly tâm, lực hướng tâm cũng tác dụng lên vật thể quay. Sự khác biệt giữa chúng là cái đầu tiên được gắn với phần thân và cái thứ hai - kết nối của nó với điểm mà vòng quay diễn ra xung quanh.

tác động của lực ly tâm
tác động của lực ly tâm

Nơi biểu hiện tác động của lực ly tâm

Nên tháo một tải nhỏ được buộc vào dây xe bằng tay, ngay khi cảm nhận được độ căng của dây xe. Nếu không có lực đàn hồi, tác dụng của lực ly tâm sẽ dẫn đến đứt dây. Mỗi khi chúng ta di chuyển trên đường tròn (bằng xe đạp, ô tô, xe điện, v.v.), chúng ta bị ép ngược chiều với hướng rẽ. Do đó, trên những đường đua tốc độ cao, những đoạn có khúc cua gấp, đường đua có độ dốc đặc biệt để tạo độ ổn định cao hơn cho các tay đua tranh tài. Hãy xem xét một ví dụ thú vị khác. Vì hành tinh của chúng ta quay quanh trục của nó, lực ly tâm sẽ tác động lên bất kỳ vật thể nào trên bề mặt của nó. Kết quả là, mọi thứ trở nên dễ dàng hơn một chút. Nếu lấy một quả nặng 1 kg đưa nó đi từ cực về xích đạo thì khối lượng của nó giảm 5 gam. Với giá trị ít ỏi như vậy, tình huống này có vẻ không đáng kể. Tuy nhiên, với trọng lượng ngày càng tăng thì sự chênh lệch này càng tăng lên. Ví dụ,một đầu máy hơi nước đến Odessa từ Arkhangelsk sẽ nhẹ hơn 60 kg, và một thiết giáp hạm nặng 20.000 tấn, đã đi từ Biển Trắng đến Biển Đen, sẽ nhẹ hơn 80 tấn! Tại sao điều này lại xảy ra?

độ lớn của lực ly tâm
độ lớn của lực ly tâm

Bởi vì lực ly tâm phát sinh từ chuyển động quay của hành tinh chúng ta có xu hướng phân tán mọi thứ trên đó khỏi bề mặt Trái đất. Điều gì quyết định giá trị của lực ly tâm? Một lần nữa, hãy nhớ quy tắc thứ hai của Newton. Tham số đầu tiên ảnh hưởng đến độ lớn của lực ly tâm, tất nhiên, là khối lượng của vật thể quay. Và tham số thứ hai là gia tốc, trong chuyển động cong phụ thuộc vào tốc độ quay và bán kính được mô tả bởi cơ thể. Sự phụ thuộc này có thể được hiển thị dưới dạng công thức: a=v2/ R. Hóa ra: F=mv2/ R. Các nhà khoa học đã tính toán rằng nếu Trái đất của chúng ta quay nhanh hơn 17 lần, thì sẽ có hiện tượng không trọng lượng ở xích đạo, và nếu một cuộc cách mạng hoàn toàn diễn ra chỉ trong một giờ, thì việc giảm trọng lượng sẽ không chỉ ở xích đạo mà còn ở tất cả các vùng biển. và các quốc gia tiếp giáp với nó.

Đề xuất: