centripetal force

A Closer Look

Suositussa tivoliajelussa ihmiset seisovat selkä lieriömäisen kammion seinää vasten. Kammio pyörii nopeasti, lattia putoaa ulos, mutta matkustajat pysyvät seinää vasten painautuneina putoamatta. Vaikka ratsastajat saattavat väittää pysyvänsä kyydissä, koska ulospäin suuntautuva voima painaa heitä seinää vasten, todellisuus on päinvastainen: ratsastajiin kohdistuu sisäänpäin suuntautuva eli sentripetaalinen voima. Kun laite pyörii, se pakottaa matkustajat kulkemaan ympyrää. Isaac Newtonin inertialain mukaan liikkeessä olevat kappaleet pyrkivät kulkemaan suorassa linjassa vakionopeudella, ellei niihin kohdistu ulkoista voimaa. Jotta kappale saataisiin kulkemaan kaarevaa rataa pitkin, jonkin voiman – sentripetaalivoiman – on työnnettävä kappaletta kohti kyseisen radan kaarevuuskeskipistettä. Ympyränmuotoisen radan tapauksessa voiman suunta on kohti kiertokeskipistettä. Kyydin sylinterimäisen kammion seinämä saa tämän aikaan työntämällä matkustajia kohti keskipistettä (matkustajien ja seinämän välinen kitka pitää matkustajat ylhäällä). Maan vetovoima vaikuttaa keskipakovoimana kiertäviin kappaleisiin, kuten Kuuhun, jota kiihdytetään jatkuvasti kohti Maan keskipistettä, kuten vapaassa pudotuksessa. Kuulla on riittävästi inertiaa, jotta se ei syöksyisi Maahan, mutta ei niin paljon, että se voisi paeta Maan vetovoimaa, ja siksi se kiertää kiertorataa lähes loputtomiin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.