ตัวอย่างแรงเหวี่ยง แรงเหวี่ยงของความเฉื่อย

แล็บ #1.9

หัวข้อที่จะศึกษา

แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง การเคลื่อนที่แบบหมุน ความเร็วเชิงมุม แรงเฉื่อย

หลักการ

วัตถุที่มีมวลแปรผันจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมที่มีรัศมีผันแปรและความเร็วเชิงมุมแปรผัน การพึ่งพาแรงเหวี่ยงของร่างกายกับพารามิเตอร์ข้างต้นนั้นถูกสร้างขึ้น

อุปกรณ์

เครื่องมือศึกษาแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ 11008.00 1

รถเข็น 11060.00 1

น๊อตยึด 03949.00 1

มอเตอร์ห้องปฏิบัติการ ~220 V 11030.93 1

กลไกขับเคลื่อน 30/1

สำหรับห้องปฏิบัติการมอเตอร์ 11029.00 1

บล็อกแบริ่ง 02845.00 1

สายพาน 03981.00 1

ขาตั้งพร้อมรู l=100 mm 02036.01 1

แกนรองรับ 02006.55 1

แหล่งจ่ายไฟ 5V/2.4A 11076.99 1

ที่ยึดสปริงบาลานซ์ 03065.20 1

ขาตั้ง -PASS-, สี่เหลี่ยม, l=250 mm 02025.55 1

คลิปหัวฉีด

สำหรับแท่งกลมหรือสี่เหลี่ยม 02043.00 2

ที่หนีบโต๊ะ -PASS- 02010.00 2

ป่า = 100 ม. 02090.00 1

ไดนาโมมิเตอร์ 2 N 03065.03 1

ตุ้มน้ำหนัก 10 ก. สีดำ 02205.01 4

ตุ้มน้ำหนัก 50 ก. สีดำ 02206.01 2

แผงกั้นไฟพร้อมเคาน์เตอร์ 11207.30 1

นอกจากนี้:

มอเตอร์ห้องปฏิบัติการ ~115 V 11030.90 1

เป้า

พิจารณาการพึ่งพาแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางบน:

ความเร็วเชิงมุม;

ระยะทางจากแกนหมุนถึงจุดศูนย์ถ่วงของเกวียน

ข้าว. 1: การตั้งค่าทดลองสำหรับการวัดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง

การติดตั้งและความคืบหน้า

ประกอบการติดตั้งตามรูปที่ 1. ติดตัวชี้สีแดงเข้ากับแกนที่ติดตั้งไว้ตรงกลางรถเข็น คุณสามารถกำหนดระยะห่างจากแกนหมุนไปยังจุดศูนย์ถ่วงของรถเข็นได้ ที่ปลายรางเพื่อศึกษาแรงเหวี่ยงระหว่างแกนนำ ให้ทากาวที่แถบกั้นแสง เมื่อวัดเวลาหมุนเต็ม ให้สลับไปที่โหมด

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารถเข็นไม่สัมผัสกับแผงกั้นแสงเมื่อเคลื่อนที่เกินรัศมีสูงสุด

เมื่อความเร็วเชิงมุมเพิ่มขึ้น รัศมีจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ซึ่งชดเชยด้วยการกระทำของไดนาโมมิเตอร์

การหาค่าการพึ่งพาแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางต่อมวล

เพิ่มน้ำหนักพิเศษลงในรถเข็น เครื่องมือสำหรับศึกษาแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางหมุนด้วยความเร็วคงที่และมวลที่กำหนด กำหนดแรงผลลัพธ์ โดยใช้ไดนาโมมิเตอร์ ด้วยความช่วยเหลือของรอก รถเข็นเชื่อมต่อกับไดนาโมมิเตอร์ (ความยาวของเกลียวประมาณ 26 ซม.) และขอเกี่ยว ย้ายไดนาโมมิเตอร์ไปที่ตำแหน่งต่ำสุด ความเร็วเชิงมุมคงที่ระหว่างการทดลองทั้งหมดถูกกำหนดโดยความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ กำหนดความแข็งแกร่ง สำหรับรถเข็นที่ไม่มีน้ำหนักบรรทุกเพิ่มเติม ตำแหน่ง ทำเครื่องหมายตัวชี้สีแดงด้วยเทปกาว เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้หยุดมอเตอร์โดยปิดแหล่งพลังงาน วางน้ำหนักเพิ่มเติมบนรถเข็นและยืดไดนาโมมิเตอร์จนกว่ารถเข็นจะหยุดที่หน้าบล็อก เปิดแหล่งจ่ายไฟ ล็อคไดนาโมมิเตอร์ในตำแหน่งสูงสุดแล้วดึงลง (ทุก 1 ซม.) ในกรณีนี้ ตัวชี้บนรถเข็นควรเข้าใกล้ตำแหน่งที่ทำเครื่องหมายไว้ " ". กำหนดกำลังที่เหมาะสม เมื่อตัวชี้อยู่ในแนวเดียวกับตำแหน่ง " ».

ความคิดเห็น

หากเกวียนเคลื่อนที่เกินเครื่องหมาย ให้ปิดมอเตอร์ ดึงไดนาโมมิเตอร์ขึ้นและสตาร์ทเครื่องยนต์ใหม่

การหาค่าการพึ่งพาของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางบนความเร็วเชิงมุม

ในส่วนของการทดลองนี้ มวลของรถเข็นจะคงที่ ทำเครื่องหมายรัศมีที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น \u003d 20 ซม.) ด้วยเทปกาว ที่ความเร็วเชิงมุมต่างกัน เกวียนจะมาถึงตำแหน่ง (ปรับไดนาโมมิเตอร์เหมือนในส่วนก่อนหน้าของการทดลอง) กำหนดกำลังที่เหมาะสม . รู้รอบระยะเวลาการหมุน , คำนวณความเร็วเชิงมุม .

การหาค่าการพึ่งพาแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางต่อมวลของเกวียนและระยะห่างจากแกนหมุน

มวลของเกวียนยังคงที่ ความเร็วเชิงมุมคงที่ตลอดรอบทั้งหมดถูกกำหนดโดยความเร็วของมอเตอร์ เพิ่มรัศมีของวงกลม โดยการย้ายไดนาโมมิเตอร์ กำหนดกำลังที่เหมาะสม และรัศมี .

ข้าว. 2: มวล วัตถุในระบบพิกัดเคลื่อนที่

ทฤษฎีและการคำนวณ

สำหรับระบบพิกัดที่หมุนด้วยความเร็วเชิงมุม สมการการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ (ด้วยมวล และรัศมีเวกเตอร์ ) ดูเหมือนกับ:

(1)

แรงโน้มถ่วงจะสมดุลโดยปฏิกิริยาของแทร็ก รถเข็นหยุดนิ่งในระบบพิกัดเคลื่อนที่ซึ่งหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ (= 0; = const = 0; = ต่อเนื่อง)

ข้าว. 3: การพึ่งพาแรงเหวี่ยงจากมวล .

พิจารณาสองกรณีของการสำแดงของแรงเหวี่ยงของความเฉื่อย

ตัวอย่างที่ 1ให้เราพิจารณาจานหมุนที่มีชั้นวางจับจ้องอยู่โดยมีลูกบอลห้อยอยู่ที่เกลียว (รูปที่ 2) เมื่อจานหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ w ลูกบอลจะเบี่ยงเบนจากมุมหนึ่ง ยิ่งมาก ยิ่งห่างจากแกนหมุนมากเท่านั้น เทียบกับกรอบอ้างอิงเฉื่อย (คงที่) ลูกบอลทั้งหมดเคลื่อนที่ไปตามวงกลมของรัศมีที่สอดคล้องกัน Rในขณะที่แรงที่กระทำต่อลูกบอล (รูปที่ 3)

รูปที่ 2

รูปที่ 3

ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน

เนื่องจาก F/พี=tgα เราเขียนได้

เหล่านั้น. มุมโก่งตัวของลูกบอลขึ้นอยู่กับความเร็วเชิงมุมและระยะห่างจากแกนหมุนของจาน

เทียบกับกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยที่เกี่ยวข้องกับจานหมุน ลูกบอลหยุดนิ่ง

เป็นไปได้ถ้าแรง (8) สมดุลด้วยแรงเฉื่อย เรียกว่า แรงเหวี่ยงของความเฉื่อย:

ตัวอย่าง 2พิจารณาดิสก์ที่หมุนรอบแกนตั้งฉากกับแกนตั้งฉาก zด้วยความเร็วเชิงมุม ω เมื่อรวมกับดิสก์แล้วลูกบอลจะหมุนด้วยเข็มบาง ๆ เชื่อมต่อกับศูนย์กลางของดิสก์ด้วยสปริง (รูปที่ 4)

รูปที่ 4

ลูกบอลอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนบนก้านซึ่งแรงดึงของสปริง (มันจะเป็นศูนย์กลาง) เท่ากับผลคูณของมวลของลูกบอล มสำหรับการเร่งความเร็ว:

ความเร่งปกติของลูกบอลอยู่ที่ไหน rคือ ระยะจากแกนหมุนถึงศูนย์กลางลูก

เทียบกับกรอบอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับดิสก์ ลูกบอลอยู่นิ่ง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้อย่างเป็นทางการโดยข้อเท็จจริงที่ว่า นอกจากแรงยืดหยุ่นแล้ว ลูกบอลยังได้รับผลกระทบจากแรงเฉื่อย ซึ่งโมดูลัสมีค่าเท่ากับแรงยืดหยุ่น (7):

แรงเฉื่อยพุ่งไปตามรัศมีจากจุดศูนย์กลางของดิสก์ แรงเฉื่อย (8) ที่เกิดขึ้นในกรอบอ้างอิงที่หมุนสม่ำเสมอเรียกว่า แรงเหวี่ยงของความเฉื่อย. แรงนี้กระทำต่อวัตถุในกรอบอ้างอิงที่หมุนได้ โดยไม่คำนึงว่าร่างกายจะพักอยู่ในเฟรมนี้หรือเคลื่อนที่สัมพันธ์กับความเร็ว หากตำแหน่งของวัตถุในกรอบอ้างอิงที่หมุนอยู่นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยเวกเตอร์รัศมี จากนั้นแรงเหวี่ยงสามารถแสดงเป็น

โดยที่องค์ประกอบของเวกเตอร์รัศมีตั้งฉากกับแกนหมุนอยู่ที่ไหน

แรงเหวี่ยงเช่นเดียวกับแรงเฉื่อยใดๆ มีอยู่เฉพาะในการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว(หมุน) ระบบอ้างอิงและหายไปในช่วงเปลี่ยนผ่านเป็นกรอบอ้างอิงเฉื่อย

ตัวอย่างเช่น แรงเหวี่ยงจะกระทำต่อผู้โดยสารในรถบัสที่กำลังเคลื่อนที่เมื่อเข้าโค้ง หากลูกบอลหลายลูกถูกแขวนไว้บนเกลียวในเครื่องแรงเหวี่ยงและเครื่องถูกหมุนอย่างรวดเร็ว แรงเฉื่อยของแรงเหวี่ยงจะเบี่ยงเบนลูกบอลจากแกนของการหมุน มุมโก่งตัวมากขึ้น ลูกบอลจะอยู่ห่างจากแกนมากขึ้น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์ใช้ในเครื่องเป่าลมแบบแรงเหวี่ยงสำหรับการบีบเสื้อผ้า ในตัวแยกสำหรับการแยกครีมจากนม ในปั๊มหอยโข่ง ตัวควบคุมแรงเหวี่ยง ฯลฯ ต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบชิ้นส่วนกลไกที่หมุนอย่างรวดเร็ว

ปรับปรุง: 21.05.15

ให้เหตุผลในหัวข้อ "CENTRIFUGAL FORCE"

คำอธิบายประกอบมีการเสนอการตีความคำศัพท์ทั่วไปว่า "แรงเหวี่ยง" เป็นการส่วนตัว

หากคุณดูบนอินเทอร์เน็ตด้วยคำค้นหา "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์" เว็บจะเสนอลิงค์ที่แตกต่างกันมากมาย ซึ่งแต่ละลิงก์นั้นอุทิศให้กับการปรากฎตัวของธรรมชาติบางอย่างที่อยู่ภายใต้คำว่า "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์" มีลิงค์มากมาย แต่ในความคิดของฉัน หลายคนสับสนในประเด็นนี้ โดยพยายามอธิบายแก่นแท้ของปรากฏการณ์ด้วยวิธีหลอกๆ ทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นเพื่อให้ได้การบีบที่มีประโยชน์ คุณต้องแก้ไขคำอธิบายหลายๆ อย่าง รวมถึงเรื่องไร้สาระอย่างเห็นได้ชัด

ในสิ่งพิมพ์ของผู้เขียนบางคน (รวมถึงผู้เขียนที่เคารพนับถืออย่างสูง) เนื่องจากความไม่แน่นอนที่มีอยู่ในความเข้าใจของคำว่า "แรงเหวี่ยงมีวลีที่ไม่สมเหตุสมผล

ตัวอย่างเช่น, " แรงเหวี่ยง ความเฉื่อย ". คำข้างต้นนั้นไม่มีความหมายเท่ากับวลี:ความอ่อนโยนใจแข็ง».

ฉันเชื่อว่าพลังใด ๆ -นี้ กระบวนการ ในระหว่างที่พลังงานถูกถ่ายโอนจาก "แหล่งที่มา" ไปยัง "ตัวรับ" (บทความของฉัน "Inertia")

ความแข็งแกร่งเกิดจากพลังงาน ซึ่งจำเป็นต้องแผ่ออกมาจากบางสิ่ง (หรือใครบางคน)

แล้วอะไร (หรือใคร?) ที่แผ่พลังงานออกมาซึ่งแสดงด้วยคำว่า "แรงเหวี่ยง»?

รูปที่ 1 แสดงสคีมาดั้งเดิมที่ใช้พูดถึง "แรงเหวี่ยง».

ข้าว. หนึ่ง

รอบบางจุด อู๋ 1 ที่ระยะทางออกเดินทางR ร่างกายเชื่อมต่ออย่างแน่นหนาด้วยระยะทางนี้ (ในทางใดทางหนึ่ง) หมุน ตู่ .

เป็นที่เชื่อ (ตามเนื้อผ้า) ว่าทุกอย่างชัดเจน: เวกเตอร์ CBS หมายถึงแรงเหวี่ยง; vector CSS - แรงสู่ศูนย์กลาง วิถีของร่างกายเป็นวงกลม (สีแดง) ในขณะเดียวกันก็เชื่อว่าไม่จำเป็นต้องมีคำอธิบายอื่น ๆ

จากข้อมูลอ้างอิงบางส่วน คุณจะพบว่าการเกิดขึ้นของ CLS เป็นผลมาจากการสำแดงของ "กฎความเฉื่อย". และด้วยเหตุนี้ปรากฎว่า "แรงเหวี่ยง"(CBS) สามารถเรียกได้อย่างปลอดภัย"แรงเหวี่ยงความเฉื่อย » !

ฉันได้อธิบายไว้แล้วในบทความของฉันการทำพลาด ข้อความที่คล้ายกัน ฉันไม่คิดว่าเราจะย้อนกลับไปที่นี่ได้

แหล่งข้อมูลบางส่วนระบุว่า CBS ในฐานะกองกำลังอิสระไม่มีอยู่จริงเลย คำว่า "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง" หมายถึงปรากฏการณ์เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางโค้งกดบนลิมิตเตอร์ที่ไม่ยอมให้ (ร่างกาย) เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

ในรูปที่ 1 ตัวจำกัดดังกล่าวสามารถเป็น ตัวอย่างเช่น เกลียว (แกน สายเคเบิล เชือก แกน กราวิโพล แม็กนิโพล) มันสามารถทำหน้าที่เป็นแนวทางเช่นในรูปแบบของรางหรือร่อง (ส่วนโค้งสีแดง) จากนั้นพิจารณาทั้งแรงดันที่กระทำต่อลิมิตเตอร์โดยตัวหมุนและแรงดึงของเกลียว (แรงขับ, สายเคเบิล, เชือก, แกน) "แรงเหวี่ยง ด้วยกำลัง».

จากนิยามดังกล่าวแรงเหวี่ยง"เราต้องสรุปว่าหากไม่มี "ผู้รับ" ของกำลัง (ในกรณีของเรานี่คือตัว จำกัด ) การมีอยู่ของ CBS นั้นเป็นไปไม่ได้ ! เนื่องจากตัวหมุนไม่มีแรงกด ดังนั้นมันจึงสามารถบินได้อย่างอิสระและบินออกจากแกนหมุน (เช่น ตัวกล้องติดตั้งอยู่บนซี่ล้อหมุนยาวหรือวางในรางที่หมุนได้ยาว)

คำพูดหรือร่องดังกล่าวนั้นไม่ยากที่จะจินตนาการ เป็นไปได้ที่จะสร้างเงื่อนไขเมื่อร่างกายจะเคลื่อนที่ไปตามซี่ล้อ (ตามร่อง) ในทางปฏิบัติโดยไม่มีการเสียดสี

ไม่มีใครสงสัยในความจริงที่ว่าด้วยการหมุนเช่นนี้ ร่างกายจะเคลื่อนออกจากแกนหมุนได้อย่างน่าเชื่อถือ

แต่เนื่องจากขาดลิมิตควร จะหายไปและซีบีเอสเอง !

แล้วอะไรเป็นสาเหตุให้โหลดออก?

แต่คำถามยังคงอยู่: “หลังจากทั้งหมด CLS มาจากไหนในสถานการณ์เหล่านั้นที่เกิดขึ้น (กล่าวคือ มีตัวจำกัด)? และอะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้ร่างกายซึ่งติดตั้งอยู่บนซี่ล้ออย่างอิสระเคลื่อนออกจากแกนหมุนหากไม่มี CLS (กล่าวคือ ไม่มีลิมิตเตอร์)”

โดยทั่วไป ความสงสัยเกิดขึ้นโดยไม่สมัครใจเกี่ยวกับความชอบธรรมของการรับรู้ “แรงกดดันต่อลิมิตเตอร์” เป็นแอนะล็อกของซีบีเอส ยิ่งกว่านั้น “ผู้รับ” ของพลังงานในการตีความนี้จะต้องถูกเรียกว่าตัวจำกัด แต่สิ่งที่เป็น "ที่มา" ของพลังงานนั้นยังไม่ชัดเจน

น่าสนใจมาก!

แต่ถ้า "ตัวหมุน" ไม่สามารถเอาชนะแรงเสียดทานใด ๆ เมื่อสัมผัสกับลิมิตเตอร์ (เช่น ร่างกายที่มีแรงผลักดันเป็นทั้งหมดเดียว และแรงเสียดทานในแกนของการหมุนจะเล็กน้อย) ความดันของร่างกายบน ตัว จำกัด จะดำเนินการโดยไม่สูญเสียพลังงานที่ได้รับจากการหมุน

ปรากฎว่าสร้างแรงกดดันบนตัว จำกัด และไม่ได้ใช้พลังงานกับมัน !

หากสร้างแรงกดดันก็แปรสภาพเป็นงานได้ ! และสำหรับงานนี้ พลังงานที่ร่างกายได้รับจากการหมุนจะไม่ถูกใช้ไปอีกต่อไป !

อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดนี้น่าสนใจอย่างแน่นอน แต่คำถามยังคงไม่มีคำตอบ: "มันคืออะไร"แรงเหวี่ยง ความแข็งแกร่ง“แล้วมันมาจากไหนล่ะ”

รูปที่ 2 แสดงไดอะแกรมการเคลื่อนไหวของร่างกาย ตู่ , หมุนรอบจุด อู๋ 1 (ของร่างเดียวกันกับรูปที่ 1)

ข้าว. 2

สำหรับค่าที่กำหนดω และ Rความเร็วสัมผัสของร่างกาย ตู่จะได้รับค่าที่ระบุโดยเวกเตอร์วี. และถ้าถึงจุดนั้น ตู่ความต้านทานของ "ลิมิตเตอร์" แตก (ส่วนโค้งสีแดงหนาแตก) จากนั้นร่างกายยังคงเคลื่อนไหวต่อไปไม่ใช่ส่วนโค้ง แต่เป็นเส้นตรงในทิศทางของเวกเตอร์วี.

สำหรับเวลาที่ร่างกายต้องผ่านเซกเตอร์เชิงมุมα , ที่ความเร็ว วีร่างกายจะเดินทางไกลหลี่(ถ้าไม่มีอะไรมาขวางทาง)

ผู้สังเกตการณ์ที่เชื่อมต่อ อู๋ 1 ตู่และหมุนไปรอบแกนด้วย อู๋ 1 , ดูเหมือนว่าร่างกายจะก้าวไปไกลส.

เป็นไปได้ว่าหลังจากเหตุการณ์ดังกล่าว ผู้สังเกตการณ์สามารถเชื่อใน Evil Force ได้เป็นอย่างดี เขาเห็นว่ามันไม่ได้ใช้กับร่างกาย ไม่มีความแข็งแกร่ง. และร่างกายก็เคลื่อนไหว !

ในกรณีนี้ ผู้สังเกตการณ์กลายเป็นนักฟิสิกส์ที่มีความสามารถ เขาเข้าใจดีว่าการที่จะย้ายร่างมาหาเขา จำเป็น แนบ บาง ความแข็งแกร่ง . และถ้าในความเป็นจริงไม่มีพลังเช่นนั้นก็จำเป็นมากับ ไม่มีอยู่จริง ทางกายภาพ บังคับแทน "พลังชั่วร้าย" บางชนิด

อาจเป็น "สุนัขถูกฝังอยู่ที่นี่" หรือไม่?

บนซี่ล้อหมุนรอบแกนตั้งฉากกับซี่ล้อหมุนอย่างอิสระบนตัวถัง ไม่คล่องแคล่ว ไม่ FORCE เคลื่อนตัวออกจากแกนหมุน (?)

รูปที่ 3 แสดงการเปรียบเทียบโดยประมาณของสถานการณ์ภายใต้การสนทนา

ข้าว. 3

เนื้อหาบางส่วน (สีเขียว) สามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางเชิงเส้น (สีแดง) เท่านั้น การเคลื่อนไหวจะดำเนินการโดยใช้การหมุนหลังเวที

หลังจากพลิกฉากเป็นมุมหนึ่งแล้ว เธอก็ได้ตำแหน่งที่เป็นสีน้ำเงิน ในกรณีนี้ ระยะห่างของร่างกายจากแกนหมุนเพิ่มขึ้นตามค่าเอส

ไม่น่าเป็นไปได้ที่ผู้อ่านคนใดจะบอกว่าที่นี่ร่างกายเคลื่อนออกจากแกนหมุนของหลังเวทีเนื่องจากผลกระทบ "แรงเหวี่ยง».

แต่เนื่องจากตัวที่หมุนอยู่ถึงแม้จะเป็นเช่นนี้ กระนั้นก็ตาม ก็เคลื่อนตัวออกห่างจากแกนหมุน แทนที่จะอธิบายยาวๆ เกี่ยวกับเหตุผลของการกำจัดดังกล่าว การแนะนำจึงง่ายกว่า (อย่างน้อยในเบื้องต้น)เงื่อนไข แรงที่เกิดขึ้นพร้อมกับเวกเตอร์ของมันกับเส้นเชื่อมของจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุกับแกนของการหมุน และตั้งชื่อ (เจียมเนื้อเจียมตัว) ให้กับมัน "เปโตรวา ความแข็งแกร่ง » !

ทิศทาง " กองกำลังเปโตรว่า» เสมอ - จากแกนหมุนของร่างกาย (ทันที)

บันทึก

ในรูปที่ 3 คุณสามารถสร้างสถานการณ์ที่ระยะห่างจากลำตัวถึงแกนจะลดลง

คุณเพียงแค่ต้องจำไว้ว่ามีการแสดงภาพเปรียบเทียบโดยประมาณเท่านั้น

ตามคำจำกัดความนี้ปรากฎว่า "Petrova Strength“ไม่เกี่ยวอะไรกับฉาวโฉ่”กฎความเฉื่อย". วัตถุที่หมุนรอบแกนภายนอกที่สัมพันธ์กับตัวมันเองมักจะรักษาสถานะในทันที (ในกรณีนี้คือทิศทางการเคลื่อนที่ในแนวสัมผัส) แต่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพราะ "กฎความเฉื่อย" ที่ฉาวโฉ่ แต่บน คุณสมบัติ ทั้งหมดวัตถุของจักรวาล ทั้งที่จับต้องได้และจับต้องไม่ได้

"ผู้รับ" ของพลังงานสำหรับ "กองกำลังเปโตรว่า» คือร่างกายเคลื่อนออกจากแกนหมุน “แหล่ง” ของพลังงานคือจักรวาลทั้งหมด

ใด ๆอุปสรรค (ลิมิตเตอร์) บนเส้นทางของร่างกายที่เคลื่อนออกจากแกนหมุน (?) ทันทีสร้างแบบดั้งเดิม "แรงเหวี่ยง ความแข็งแกร่ง". และเพราะว่า " แรงเหวี่ยง ความแข็งแกร่ง' ปรากฏขึ้นจาก 'เปโตรวา กองกำลัง"ตราบเท่าที่ปรากฏว่าไม่สมดุลโดยใด ๆ "โดยกองกำลัง แรงผลักดัน ". เทียบกับทั้งเครื่อง ปรากฎว่าภายนอก (กึ่งภายนอก). หมายความว่า "แรงเหวี่ยง” ตามที่ควรจะเป็นสำหรับแรงเสมือนภายนอก ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในสภาพแวดล้อมภายนอกดังที่ “ลิมิตเตอร์", และทั้งหมด ส่วนที่เหลือมวลที่เกี่ยวข้องกับมัน

ตอนนี้เป็นประโยชน์ที่จะพิจารณาด้านอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ "แรงเหวี่ยง ด้วยกำลัง»:

ด้านบนในข้อความ คำว่า "จากแกนหมุน" มาพร้อมกับเครื่องหมายคำถาม (?) สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ

ตามหลักฟิสิกส์แล้ว แสดงว่าเวกเตอร์แรงเหวี่ยงทะลุผ่าน "แกนหมุน» ร่างกาย.

จากมุมมองของฉัน นี่เป็นความเข้าใจผิดที่ชัดเจน มีความเข้าใจผิดดังกล่าวเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าวิถีโคจรของวัตถุที่หมุนได้ในทางฟิสิกส์โดยปริยายจะถือว่าเป็นแบบวงกลม แต่ด้วยรูปแบบวิถีนี้ จุดศูนย์กลางความโค้งในชั่วขณะและแกนของการหมุนจะเกิดขึ้นพร้อมกัน

ใช่ ปัญหาเดียวคือวิถีโคจรโค้งของวัตถุที่หมุนไม่ได้บังคับเป็นวงกลม ! ตัวอย่างเช่น ตัวกล้องที่ติดตั้งอยู่บนเข็มที่หมุนยาวไม่ได้เคลื่อนที่เป็นวงกลม แต่อยู่ใน SPIRAL . ที่กางออก ! และในสถานการณ์เช่นนี้จุดศูนย์กลางของความโค้งในชั่วพริบตาและแกนหมุนที่แท้จริงของซี่ล้อในชั่วขณะนั้นย่อมแน่นอน ไม่การแข่งขัน ! ใช่ และเทห์ฟากฟ้าไม่เคลื่อนที่ในอวกาศเลยตามวิถีที่เป็นวงกลม !

หนึ่งในตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับสถานการณ์ภายใต้การสนทนาแสดงไว้ในรูปที่ 4

เช่น ร่างกาย ตู่หมุนรอบศูนย์กลาง อู๋ 1 และวิถีของร่างกายคือวงรี (เส้นสีแดง)

เป็นที่ชัดเจนว่าจุดศูนย์กลางความโค้งชั่วขณะนั้น อู๋ 2 ส่วนเฉพาะของวิถีวงรีไม่ตรงกับศูนย์กลางของการหมุนเสมอไป (โดยปกติแม้ว่าจะไม่จำเป็น แต่นี่คือจุดเน้นของวงรี)

ข้าว. 4

ในเรื่องนี้ คำถามคือ: “แล้วอะไรที่ข้ามเวกเตอร์ของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์? แกนหมุนหรือจุดศูนย์กลางความโค้งชั่วขณะ?

สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าไม่ใช่แกนหมุน แต่เป็น CENTER ของความโค้งในทันที

ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีการแนะนำคำศัพท์ใหม่:

- แรงเหวี่ยงปกติ

– แรงเหวี่ยงแนวรัศมี

เป็นแรงสู่ศูนย์กลางปกติ

– แรงสู่ศูนย์กลางในแนวรัศมี

- อัตราเร่งแบบแรงเหวี่ยงปกติ

– การเร่งความเร็วแบบแรงเหวี่ยงแนวรัศมี

- ความเร่งสู่ศูนย์กลางปกติ

– ความเร่งสู่ศูนย์กลางแนวรัศมี

– เส้นสัมผัสปกติ (เวกเตอร์)

– แนวรัศมี (เวกเตอร์)

เป็นที่ชัดเจนว่าจุดสมัคร "แรงเหวี่ยง กองกำลัง» เป็นจุดสัมผัสของร่างกายหมุนด้วยลิมิตเตอร์. และตัวเธอเอง” แรงเหวี่ยง» พักผ่อน ใน ลิมิตเตอร์หรือ เหยียด มัน (ขึ้นอยู่กับประเภทลิมิตเตอร์).

ผลกระทบ " แรงเหวี่ยง" บน ลิมิตเตอร์ไม่จำเป็นต้องดำเนินการโดยการติดต่อเนื่องจากในบทบาทลิมิตเตอร์ไม่จำเป็นต้องเป็นวัตถุจริง บทบาทนี้สามารถทำได้สำเร็จโดยสนามโน้มถ่วง (“กราวิโพล") คุณยังสามารถใช้สนามแม่เหล็กเพื่อการนี้ ("แม็กนิโพล»).

ในกรณีของแรงโน้มถ่วงลิมิตเตอร์ « แรงเหวี่ยง» แสวงหา เอาชนะ แรงโน้มถ่วงและขโมย » ร่างกายจากวิถีของมัน และในขณะเดียวกันก็ลากตัวแรงโน้มถ่วงไปพร้อมกับมัน โดยใช้สนามแรงโน้มถ่วงเป็นตัวเชื่อม ในกรณีนี้จุดสมัครแรงเหวี่ยง» กลายเป็นศูนย์กลางมวลของวัตถุโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วง) ซึ่งกลายเป็นศูนย์กลางของการหมุน

ในกรณีของสนามแม่เหล็ก (สนามแม่เหล็ก) ทำงาน เกี่ยวกับแหล่งท่องเที่ยวสถานการณ์เหมือนกับสนามโน้มถ่วง เฉพาะเงื่อนไข Gravipol และ Gravitelo เท่านั้นที่จะต้องถูกแทนที่ด้วยคำว่า Magnipole และ Magnitelo

กรณีที่ใช้สนามแม่เหล็กทำงาน แรงผลักดัน, « แรงเหวี่ยง» แสวงหา ไม่ให้ ร่างกายถึงแกนหมุน และในขณะเดียวกันก็ขยับตัว จำกัด ตัวเองออกไปจากคุณ (“แมกนีโต") โดยใช้ " แม็กนิโพล' เป็นลิงค์ ที่นี่จุดสมัคร "แรงเหวี่ยง"กลายเป็น" แมกนีโต».

สรุปเงื่อนไขสามารถกำหนดได้จำเป็น เพื่อการก่อตัวและการดำรงอยู่แรงเหวี่ยง»:

วิถีโคจรของร่างกายที่เคลื่อนไหว

การมีอยู่ของลิมิตเตอร์ที่ไม่ยอมให้ร่างกายเคลื่อนตัวไปยังจุดโคจรทันที

ความเร็ววิถีต้องไม่เป็นศูนย์

น้ำหนักตัวต้องไม่เป็นศูนย์

รัศมีความโค้งของวิถีโคจรต้องไม่เท่ากับศูนย์

จุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ต้องไม่ตรงกับจุดศูนย์กลางของความโค้งในชั่วขณะหนึ่ง

ดังนั้นด้วย " แรงเหวี่ยง» และด้วย « Petrova Force“เรา พวกเจ็บปวด คิดออกแล้ว “เจ็บน้อย” เพราะมีคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่หมุนด้วยลิมิตเตอร์.

ถึงเวลาพิจารณาแนวคิดศูนย์กลาง ความแข็งแกร่ง».

ฟิสิกส์อธิบายว่าแรงสู่ศูนย์กลาง' คือปฏิกิริยา (ลิมิตเตอร์) ในการสำแดงของ "แรงเหวี่ยง". โมดูโลแรงปฏิกิริยานี้จะเท่ากับ "แรงเหวี่ยง» และมีทิศทางตรงกันข้ามกับมัน (นั่นคือ มุ่งตรงไปยังศูนย์กลางความโค้งของวิถีทันที)

จุดสมัคร "แรงสู่ศูนย์กลาง»กลายเป็นจุดติดต่อระหว่างวัตถุที่หมุนและตัวจำกัดที่ป้องกันไม่ให้วัตถุเคลื่อนที่ออกจากแกนของการหมุน ไม่จำเป็นต้องติดต่อโดยตรง ผู้ติดต่อสามารถอยู่ห่างไกลได้ (ดูด้านบน)

แต่จะเท่ากับอะไร"แรงสู่ศูนย์กลาง» ในสถานการณ์ที่วัตถุหมุนไม่สัมผัสกับแกนหมุน?

สถานการณ์โดยรวมไม่ได้ยอดเยี่ยมนัก

ตัวอย่างเช่น:

ซี่ยาวหมุนรอบแกนตั้ง (เพื่อความชัดเจน) ในระนาบแนวนอน (เพื่อความชัดเจน) ร่างกายถูกแทงด้วยเข็มโดยมี ไม่ จำกัด เล็ก พูดแรงเสียดทาน เนื่องจากการหมุนของซี่ล้อทำให้ร่างกายเป็นธรรมชาติ (ถึงจะแม่นยำกว่าก็ตาม - "อย่างมีเงื่อนไข"), สร้าง " Petrova Silu". เวกเตอร์ " กองกำลังเปโตรว่า» มักจะกำกับไปตามเอ็นหมุนของร่างกาย (ซี่หรือร่อง) กับแกนของการหมุน

รูปร่างวิถีโคจรของลำตัวที่ติดตั้งอย่างอิสระบนซี่ล้อหมุนได้จะไม่เป็นวงกลมอย่างแน่นอน รูปร่างนี้เป็นเกลียวขยาย ดังนั้นจุดศูนย์กลางความโค้งชั่วขณะ ณ จุดใด ๆ ของวิถีจะไม่ตรงกับแกนของการหมุนของซี่ล้ออย่างแน่นอน เวกเตอร์ "กองกำลังเปโตรว่า” เล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลางของความโค้งชั่วขณะ เราจะตกลงเรียก “ปกติ Petrova Force". และคุณสามารถเลือกจากเวกเตอร์ได้เสมอ "แรงเปตรอฟปกติ» องค์ประกอบกำกับตามเข็มถัก , (ไม่ใช่แนวเชื่อมต่อร่างกายกับจุดศูนย์กลางความโค้งในทันที) เราจะเรียกส่วนประกอบดังกล่าวว่า "Petrova Force". โดยเคลื่อนตัวไปตามซี่ล้อจากแกนของการหมุน และเนื่องจากร่างกายผ่านซี่ล้อไม่สัมผัสกับแกนของการหมุน แต่อย่างใด (แรงเสียดทานของโหลดกับซี่ล้อสามารถทำให้เป็นศูนย์ได้จริง) และเนื่องจากร่างกายดังกล่าวไม่มีตัว จำกัด จึงไม่มีจุดสัมผัส ระหว่างร่างกายกับลิมิตเตอร์ ดังนั้นจึงไม่มีตัว จำกัด ซึ่งหมายความว่าไม่มีเหตุผลสำหรับการก่อตัวของ "ศูนย์กลาง กองกำลัง».

กล่าวอีกนัยหนึ่ง: "Petrova Strength"ทำงานและ" แรงสู่ศูนย์กลาง» ในขณะเดียวกันก็ไม่เกิด !

คุณค่าในทางปฏิบัติของโครงการดังกล่าวอาจดูน่าสงสัย แต่สิ่งนี้ไม่ได้เปลี่ยนสาระสำคัญของปัญหา นอกจากนี้ วงจรดังกล่าวยังสามารถนำไปใช้ได้จริง เช่น เพื่อชาร์จร่างกายด้วยพลังงานจลน์สูง (เช่น “กระสุนปืนสลิง”)

ตอนนี้ถึงคราวของรุ่นดั้งเดิมมากขึ้น

ตัวหมุนเชื่อมต่ออย่างแน่นหนาด้วยแรงขับกับแกนของการหมุน ในรูปแบบนี้ลิมิตเตอร์ทำหน้าที่เป็นแรงฉุดตัวเอง นั่นเป็นเหตุผลที่ "แรงเหวี่ยง ความแข็งแกร่ง"ยืดการยึดเกาะได้อย่างแม่นยำ และมันถูกนำไปใช้กับแรงขับอย่างแม่นยำโดยออกแรงกดผ่านที่รองรับแกนหมุน

มันทำอะไรในสถานการณ์นี้?ศูนย์กลาง ความแข็งแกร่ง»?

ในกรณีนี้ "แรงสู่ศูนย์กลาง"นี่คือแรงที่แกนหมุนพยายามผลักแกนออกจากแรงขับ

มันไม่มีประโยชน์ที่จะพยายาม !

ในการคำนวณความเค้นสัมผัสของแรงในวัสดุของแรงฉุดและการรองรับก็เพียงพอแล้วที่จะทราบค่าแรงเหวี่ยง กองกำลัง».

« แรงสู่ศูนย์กลาง" เดิมทีตั้งใจให้เป็นแรงสมดุล "แรงเหวี่ยงตามหลักการของดาล็องแบร์

แต่เฉพาะในรูปลักษณ์นี้ปัญหานี้ไม่ได้รับการแก้ไขเนื่องจากอุปกรณ์ซึ่งอยู่ภายใต้การกระทำของ ไม่สมดุล กึ่งภายนอก ความแข็งแกร่ง. ตามคำจำกัดความไม่สามารถสมดุลได้ สามารถทำให้อยู่ในสถานะคงที่ได้โดยแรงเสียดทานของสื่อภายนอก (สัมพันธ์กับอุปกรณ์ทั้งหมด) เท่านั้น

ปรากฎว่าการให้เหตุผลเกี่ยวกับ "แรงสู่ศูนย์กลาง» เปล่าประโยชน์ที่นี่ ! ฉันหมายถึงการพูดคุยที่เกียจคร้าน "แสนไกล ».

หากตอนนี้เราพิจารณาผนังด้านนอก (เปลือก) เป็นตัวจำกัด การวิเคราะห์แบบตัวต่อตัวที่เพิ่งดำเนินการก็เหมาะสมที่นี่เช่นกัน

เลยกลายเป็นว่าเมื่อวิเคราะห์กรณีการใช้งานใดๆ ของร่างกายที่หมุนรอบแกนภายนอกตัวเอง ให้พูดถึง "แรงสู่ศูนย์กลาง' ไม่มีเหตุผล นั่นคือ CSS กลายเป็นเรื่องไกลตัวและถูกประดิษฐ์ขึ้น

และถ้าเป็นเช่นนั้นทำไมถึงจำมันได้? ?

รูปที่ 5 ซ้ำ รูปที่ 1 แต่ไม่มี CSS.

ข้าว. ห้า

ในรูปที่ 6 การแปลงแบบเดียวกันเสร็จสิ้นสำหรับรูปที่ 4

ข้าว. 6

ตัวเลขทั้งสองแสดงว่าตัวเครื่องนั้นแท้จริงแล้วแสวงหา บินไปทางซีบีเอส

และความจริงที่ว่าในช่วงเวลาต่อไปทิศทางของเที่ยวบินจะเปลี่ยนไปไม่เปลี่ยนแปลงอะไรเลย ท้ายที่สุดแล้ว การก่อตัวของแรงดึงในทิศทางที่แน่นอนนั้นเป็นงานที่เป็นอิสระ !

ที่นี่เราควรให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าแม้ว่าร่างกายจะบินหนีไป แต่ภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางร่างกายเองก็ไม่สามารถบินหนีไปได้ ทันทีที่ร่างกายเอาชนะสิ่งกีดขวาง แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางก็หายไปเช่นกัน !

กล่าวคือ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางไม่เป็นไปตามสูตรของนิวตัน

และความจริง ! CLS เกิดขึ้นในช่วงเวลานั้นเท่านั้น ในขณะที่ร่างกายวางชิดกับลิมิตเตอร์และไม่สามารถเคลื่อนที่ไปตามรัศมีการหมุนได้อีกต่อไป ดังนั้น ความเร่งแต่ ในช่วงเวลานี้เป็นศูนย์ ตามสูตรของนิวตันและแรงที่กระทำต่อร่างกายต้องเท่ากับศูนย์ ! ฉันหมายความว่ามันเหมือนกับว่ามันไม่มีอยู่เลย ใช่ แต่ร่างกายไม่รู้เรื่องนี้ (เช่น รถไฟ) และตกรางอย่างปลอดภัยเมื่อถึงทางเลี้ยว

แล้วจะเกิดอะไรขึ้นกับร่างกายที่เอาชนะลิมิตเตอร์ได้? ท้ายที่สุดมันบินไปที่ไหนสักแห่ง ! และถ้ามันบินได้ก็หมายความว่าต้องใช้กำลังบางอย่างกับมัน !

ที่นี่เลย ไม่มีพลัง ต่อร่างกายที่หลบหนีไปสู่อิสรภาพไม่ติด !

ร่างกายบินตามทรัพย์สินความเฉื่อย!

บันทึก

ฉันต่อต้านการใช้คำว่า "แรงเฉื่อย" ที่ไม่รู้หนังสือ ! เนื่องจากพลังดังกล่าวไม่มีอยู่จริงและไม่สามารถมีอยู่ได้ !

ในที่สุดก็ถึงคิวพูดคุยโต้ตอบกัน"แรงเหวี่ยง" และ ลิมิตเตอร์.

ก่อนหน้านี้มีการกล่าวไว้ว่า CBS ทำงานเป็นแรงภายนอก แม้ว่าจะเป็นเพียง เสมือนภายนอก.

มีความปรารถนาที่จะทึกทักเอาเองว่าถ้าแรงบางอย่างเป็นเสมือนภายนอก จากนั้นสลายมันเป็นองค์ประกอบเวกเตอร์ที่อยู่ในระนาบของการหมุน เราก็จะได้แรงเสมือนภายนอกด้วย

สมมติฐานนี้ทำให้เราคำนวณองค์ประกอบการฉุดลากได้q เครื่องแรงเหวี่ยง (รูปที่ 7)

ข้าว. 7

การตรวจสอบทดลองได้แสดงให้เห็นความถูกต้องของสมมติฐานข้างต้น คุณยังสามารถดูวิดีโอสำหรับรุ่น TsDP-47 และ TsDP-50

เป็นไปได้ไหมที่จะคาดหวังผลแบบเดียวกันเมื่อสลายเวกเตอร์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์ให้เป็นส่วนประกอบที่อยู่ในระนาบที่มีแกนหมุน ส่วนประกอบแนวตั้งจะมีพฤติกรรมเหมือนกึ่งภายนอก ความแข็งแกร่ง?

รูปที่ 8 แสดงไดอะแกรมของทรัสเตอร์ที่มีลิมิตเตอร์ในรูปของพื้นผิวรูปกรวย (สีม่วง)

ข้าว. 8

ในเวอร์ชันนี้ พื้นผิวทรงกรวยมีความเป็นไปได้ที่จะยกขึ้นโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย โดยไม่คำนึงถึงโรเตอร์ (สีน้ำตาล)

เมื่อโรเตอร์หมุน ตุ้มน้ำหนัก (สีน้ำเงิน) จะสร้างแรงเหวี่ยง P ซึ่งติดกับพื้นผิวรูปกรวยและตั้งฉากกับแกนหมุนตามที่ควรจะเป็น ส่วนประกอบแนวตั้งq แรงนี้ออกแรงกดบนพื้นผิวรูปกรวยและควรยกขึ้น

ฉันคิดว่าผลลัพธ์ที่คาดหวังของ Reader จะไม่ทำให้เกิดข้อสงสัย ฝาทรงกรวยควรจะเด้งขึ้นจริงๆ

อย่างไรก็ตาม ฉันยังไม่ได้ทดสอบเอฟเฟกต์นี้

วงจรในรูปที่ 9 ต่างกันตรงที่พื้นผิวรูปกรวยไม่สามารถหลุดออกจากโรเตอร์ได้ในขณะนี้

ข้าว. เก้า

สันนิษฐานว่าตอนนี้ใบพัดทั้งหมดควรจะเพิ่มขึ้นเมื่อโรเตอร์หมุนถ้าส่วนประกอบการฉุดลากq ทำตัวเหมือนกำลังภายนอกจริงๆ ท้ายที่สุดแล้วพฤติกรรมของกำลัง Rเป็นเสมือนหนึ่งภายนอกไม่ต้องสงสัยเลย

การทดลองที่ดำเนินการด้วยรูปแบบดังกล่าวไม่ยืนยันความคาดหวัง ตาชั่งที่วางใบพัดที่ทดสอบแล้วแสดงค่าศูนย์สัมบูรณ์ของแรงยก !

ข้อสรุปแนะนำตัวเอง: เวกเตอร์กึ่งภายนอกของแรงเหวี่ยงและองค์ประกอบเวกเตอร์ของมันอยู่ในระนาบเสมอตั้งฉาก ถึงแกนหมุน ส่วนประกอบเวกเตอร์อื่นๆ จากเวกเตอร์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์นั้นไม่ใช่คุณสมบัติภายนอกหรือกึ่งภายนอกในคุณสมบัติของพวกมัน !

กล่าวอีกนัยหนึ่ง: แรงเหวี่ยงและองค์ประกอบเวกเตอร์ของมันที่วางอยู่ในระนาบตั้งฉากกับแกนของการหมุนนั้นไม่สมดุล (ไม่ชดเชย) ในขณะที่องค์ประกอบเวกเตอร์ของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเดียวกันซึ่งไม่ตรงกับระนาบตั้งฉากของการหมุนถึง แรงที่ไม่สมดุลมีอยู่แล้วอย่าใช้

เพื่อคำนวณความเร่งของร่างกายผ่านความสมดุลของแรง

นี้มักจะสะดวก ตัวอย่างเช่น เมื่อห้องปฏิบัติการทั้งหมดหมุน อาจสะดวกกว่าที่จะพิจารณาการเคลื่อนไหวทั้งหมดที่สัมพันธ์กับมัน โดยแนะนำเฉพาะแรงเฉื่อยเพิ่มเติมรวมถึงแรงเหวี่ยงที่กระทำต่อจุดวัสดุทั้งหมด แทนที่จะคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคงที่ในตำแหน่งของแต่ละ ชี้สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อย

บ่อยครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวรรณกรรมทางเทคนิค พวกเขาส่งผ่านไปยังกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยโดยปริยายที่หมุนกับร่างกาย และพูดถึงการปรากฎของกฎความเฉื่อยว่าเป็นแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำจากการเคลื่อนที่ ตามเส้นทางวงกลมวัตถุบนพันธะที่ก่อให้เกิดการหมุนนี้ และโดยนิยามตามคำนิยาม ให้ถือว่ามีค่าเท่ากันในค่าสัมบูรณ์ของแรงสู่ศูนย์กลางและมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับมันเสมอ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีทั่วไป เมื่อศูนย์กลางของการหมุนของวัตถุในทันทีตามส่วนโค้งของวงกลมซึ่งใกล้เคียงกับวิถีโคจรในแต่ละจุด อาจไม่ตรงกับจุดเริ่มต้นของเวกเตอร์ของแรงที่ก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ ไม่ถูกต้องที่จะเรียกแรงที่กระทำต่อการเชื่อมต่อว่าเป็นแรงเหวี่ยง ท้ายที่สุด ยังมีองค์ประกอบของแรงเชื่อมต่อที่พุ่งตรงไปยังวิถีโคจร และส่วนประกอบนี้จะเปลี่ยนความเร็วของร่างกายไปตามเส้นทางนั้น ดังนั้น นักฟิสิกส์บางคนจึงมักหลีกเลี่ยงการใช้คำว่า "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์" ว่าไม่จำเป็น

สารานุกรม YouTube

• 1 / 5

  โดยปกติแล้ว แนวคิดของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะใช้ภายในกรอบของกลไกคลาสสิก  (นิวตัน)  ซึ่งเป็นหัวข้อของส่วนหลักของบทความนี้ (แม้ว่าแนวคิดทั่วไปของแนวคิดนี้สามารถหาได้ง่ายมากในบางกรณีสำหรับกลไกเชิงสัมพัทธภาพ)

  ตามคำจำกัดความ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางคือแรงเฉื่อย (นั่นคือ ในกรณีทั่วไป เป็นส่วนหนึ่งของแรงเฉื่อยรวม) ในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของจุดวัสดุในกรอบนี้ ของการอ้างอิง และยังไม่ขึ้นอยู่กับความเร่ง (เชิงเส้นหรือเชิงมุม) ของเฟรมนี้ด้วย กรอบอ้างอิงที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อย

  สำหรับจุดวัสดุ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางถูกแสดงโดยสูตร:

  F → = − m [ ω → × [ ω → × R → ] ] = m (ω 2 R → − (ω → ⋅ R →) ω →) , (\displaystyle (\vec (F))=-m\ left[(\vec (\omega ))\times \left[(\vec (\omega ))\times (\vec (R))\right]\right]=m\left(\omega ^(2)( \vec (R))-\left((\vec (\omega ))\cdot (\vec (R))\right)(\vec (\omega ))\right),) F → (\displaystyle (\vec (F)))- แรงเหวี่ยงที่ใช้กับร่างกาย ม.(\displaystyle\m)- มวลร่างกาย, ω → (\displaystyle (\vec (\omega )))- ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยที่สัมพันธ์กับกรอบเฉื่อย (ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุมถูกกำหนดโดยกฎวงแหวน) R → (\displaystyle (\vec (R)))- รัศมีเวกเตอร์ของร่างกายในระบบพิกัดหมุน

  นิพจน์เทียบเท่าสำหรับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์สามารถเขียนเป็น

  F → = m ω 2 R 0 → (\displaystyle (\vec (F))=m\omega ^(2)(\vec (R_(0))))

  ถ้าเราใช้สัญกรณ์ R 0 → (\displaystyle (\vec (R_(0))))สำหรับเวกเตอร์ตั้งฉากกับแกนหมุนแล้วลากจากจุดนั้นไปยังจุดวัสดุที่กำหนด

  แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสำหรับวัตถุที่มีขนาดจำกัดสามารถคำนวณได้ (ตามปกติแล้วสำหรับแรงอื่นใด) โดยการสรุปแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อจุดวัสดุ ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เราแบ่งตัววัตถุจำกัดทางจิตใจ

  เอาท์พุต

  นอกจากนี้ยังมีความเข้าใจที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงของคำว่า "แรงเหวี่ยง" ในวรรณคดี บางครั้งเรียกว่าแรงจริงซึ่งไม่ได้กระทำกับวัตถุที่หมุนได้ แต่กระทำจากด้านข้างของร่างกายตามข้อจำกัดที่จำกัดการเคลื่อนไหว ในตัวอย่างที่กล่าวข้างต้น อาจเป็นชื่อของแรงที่กระทำจากด้านข้างของลูกบอลในสปริง (ดูตัวอย่าง ลิงค์ไปยัง TSB ด้านล่าง)

  แรงเหวี่ยงเหมือนแรงจริง

  ไม่ได้ใช้กับพันธะ แต่ตรงกันข้ามกับวัตถุที่หมุนเป็นวัตถุที่มีอิทธิพล คำว่า "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์" (แท้จริงแล้ว แรงที่ใช้กับวัตถุที่หมุนหรือหมุนทำให้ วิ่งหนีจากศูนย์กลางของการหมุนชั่วขณะ) เป็นคำสละสลวยที่มีพื้นฐานมาจากการตีความกฎข้อที่หนึ่ง (หลักการของนิวตัน) ที่ผิดพลาดในรูปแบบ:

  ทุกคน ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในสถานะพักหรือการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอภายใต้การกระทำของแรงภายนอก

  ทุกคน แสวงหารักษาสภาวะพักหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอจนกว่าแรงภายนอกจะกระทำ

  เสียงสะท้อนของประเพณีนี้คือความคิดบางอย่าง ความแข็งแกร่งเป็นปัจจัยทางวัตถุที่ตระหนักถึงความต้านทานหรือความทะเยอทะยานนี้ เป็นการเหมาะสมที่จะพูดถึงการมีอยู่ของแรงดังกล่าว ตัวอย่างเช่น ตรงกันข้ามกับแรงกระทำ วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะรักษาความเร็วของมันไว้ แต่ไม่เป็นเช่นนั้น

  การใช้คำว่า "แรงเหวี่ยงหนีศูนย์" นั้นใช้ได้เมื่อจุดของการใช้งานไม่ใช่วัตถุที่สัมผัสกับการหมุน แต่เป็นการเชื่อมต่อที่จำกัดการเคลื่อนที่ของมัน ในแง่นี้ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเป็นหนึ่งในเงื่อนไขในการกำหนดกฎข้อที่สามของนิวตัน ซึ่งเป็นปฏิปักษ์กับแรงสู่ศูนย์กลางที่ทำให้เกิดการหมุนของร่างกายที่เป็นปัญหาและนำไปใช้กับมัน แรงทั้งสองนี้มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม แต่ใช้กับ แตกต่างร่างกายจึงไม่ชดเชยซึ่งกันและกัน แต่ทำให้เกิดผลกระทบที่เป็นรูปธรรม - การเปลี่ยนแปลงในทิศทางของการเคลื่อนไหวของร่างกาย (จุดวัสดุ)

  ยังคงอยู่ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยให้พิจารณาวัตถุท้องฟ้าสองดวง เช่น ส่วนประกอบของดาวคู่ที่มีมวลเท่ากัน M 1 (\displaystyle (M_(1)))และ M 2 (\displaystyle (M_(2)))อยู่ห่างๆ R (\displaystyle R)จากกันและกัน. ในแบบจำลองที่นำมาใช้ ดาวเหล่านี้ถือเป็นคะแนนวัสดุและ R (\displaystyle R)คือระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางมวล แรงดึงดูดสากลทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างวัตถุเหล่านี้ F G: G M 1 M 2 / R 2 (\displaystyle (F_(G)):(GM_(1)M_(2)/R^(2))), ที่ไหน G (\displaystyle G)คือค่าคงตัวโน้มถ่วง นี่เป็นแรงกระทำเพียงอย่างเดียวที่นี่ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของร่างกายเข้าหากัน

  อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่แต่ละวัตถุเหล่านี้หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมด้วยความเร็วเชิงเส้น v 1 (\displaystyle (v_(1))) = ω 1 (\displaystyle (\omega )_(1)) R 1 (\displaystyle (R_(1)))และ v 2 (\displaystyle (v_(2))) = R 2 (\displaystyle (R_(2)))จากนั้นระบบไดนามิกดังกล่าวจะคงการกำหนดค่าไว้อย่างไม่มีกำหนดหากความเร็วเชิงมุมของการหมุนของวัตถุเหล่านี้เท่ากัน: ω 1 (\displaystyle (\omega _(1))) = ω 2 (\displaystyle (\omega _(2))) = ω (\displaystyle \โอเมก้า )และระยะทางจากจุดศูนย์กลางการหมุน (ศูนย์กลางมวล) จะสัมพันธ์กันดังนี้ M 1 / M 2 (\displaystyle (M_(1)/M_(2))) = R 2 / R 1 (\displaystyle (R_(2)/R_(1))), นอกจากนี้ R 2 + R 1 = R (\displaystyle (R_(2))+(R_(1))=R)ซึ่งตามมาโดยตรงจากความเท่าเทียมกันของแรงกระทำ: F 1 = M 1 a 1 (\displaystyle (F_(1))=(M_(1))(a_(1)))และ F 2 = M 2 a 2 (\displaystyle (F_(2))=(M_(2))(a_(2)))โดยที่ความเร่งตามลำดับ: a 1 (\displaystyle (a_(1)))= ω 2 R 1 (\displaystyle (\omega ^(2))(R_(1)))และ a 2 = ω 2 R 2 (\displaystyle (a_(2))=(\omega ^(2))(R_(2)))