Quelle est la différence entre la force centrifuge et la force centripète

En septième année, pendant les cours de physique, les écoliers sont soumis à la mécanique - une section sur la façon dont les corps bougent et interagissent les uns avec les autres. La mécanique étudie les blocs, les leviers, les forces. Y compris centrifuge et centripète.

Selon les enseignants des écoles de Moscou, un élève sur quatre ne distingue pas une force d’une autre. Les élèves sont confus à cause de la racine commune - le centre . Il est temps de comprendre ce que c'est, quelle est la différence entre eux et à quoi ils ressemblent.

Quelle est la force centrifuge

Premiers exemples:

  • Lorsque le lave-linge fait sortir le linge humide, le tambour tourne rapidement. Donc, l'eau sort du tissu.
  • Lancer du marteau aux Jeux Olympiques. Avant de lancer l'athlète, il tourne autour de son axe, puis relâche le marteau.
  • Dans les cirques chinois, un numéro avec des motocyclistes en boule de métal est populaire. Les cascadeurs sont lancés à l'intérieur de la structure, où ils accélèrent et roulent sur toute la surface du ballon. Même au top.
  • À un virage serré des passagers à l'intérieur de la voiture amène sur le côté.

La force centrifuge (F cb ) est une force qui agit sur un corps en mouvement curviligne avec une vitesse angulaire. Pour le trouver, utilisez deux formules: F = ma ou F = mv2 / r, où m est la masse, a est l'accélération, v est la vitesse r est le rayon.

F cb se produit pendant l'inertie, lorsque le corps se déplace de manière curviligne. Cela dépend de deux choses: le centre de rotation; rayon au sujet. Par exemple, lancer de marteau: un athlète commence à tourner autour de son axe avec le projectile. Le fil métallique est tiré par une balle qui pèse comme un cartable. Lorsque l'athlète lâche la poignée, le marteau s'envole en ligne droite.

Le marteau tire le fil lors de la rotation dans l'air. Il est influencé par l'inertie, qui le «tire» de la trajectoire du mouvement. Ensemble avec eux, le ballon est tenu par l'athlète et le fil tendu. Par conséquent, le projectile ne s'envolera que lorsque l'athlète lâche le manche.

Revenons maintenant à la formule: le rayon est la longueur du fil; la masse est le poids de la balle; la vitesse est la vitesse à laquelle l'athlète tourne; centre de rotation - l'athlète lui-même.

Quelle est la force centripète

Exemples:

  • La Terre vole autour du Soleil en orbite.
  • Le yo-yo tourne autour du bras.
  • La grande roue fait un tour complet.

La force centripète (F cc ) est la force qui agit sur un corps en mouvement curviligne. Pour le trouver, utilisez la formule: F = mv2 / r.

La FCC se produit lorsque le corps se déplace en cercle et que quelque chose le maintient sur la trajectoire. Revenons à l’exemple du lancer de marteau: la balle tourbillonne dans les airs, mais ne s’envole pas de l’athlète au-delà de la longueur du fil. Comme si quelque chose attire le sujet. Il détient F cs .

F cc est une généralisation d'autres influences sur l'objet de l'action. Par exemple, un athlète tient un marteau ou le soleil attire la Terre et ne s'envole pas de son orbite.

Dans le premier cas, le ballon est gardé par l'athlète lui-même et la tension du fil. Dans la seconde - la Terre ne lâche pas l'attraction du Soleil. Ces cas n'ont rien en commun, mais appellent les mêmes.

F cc dépend de: le rayon entre l'objet; centre de rotation. Plus la distance entre le centre de rotation et l'objet est grande, moins cela affecte. Par exemple, si vous attachez une pierre à une corde de mètre, faites-la pivoter, elle tirera avec une force F. Si vous changez la corde à 2 mètres, elle sera déjà F / 2.

Qu'est-ce qui est commun entre eux

Il est temps de comparer les forces centrifuges et centripètes. Ils ont des différences et des similitudes. Voici les caractéristiques communes:

Égal en valeur

La Terre tourne autour du Soleil sur une orbite elliptique. Lorsque la planète parcourt 147 millions de kilomètres, sa vitesse est de 30, 2 km / s . Ce site s'appelle périhélie. Ici, F cb surtout, parce que la vitesse est supérieure à la moyenne et que l’écart entre la planète et le centre de rotation est court.

À une distance de 152 millions de kilomètres du Soleil, la vitesse chute à 29, 2 km / s . Cette zone s'appelle aphelion . Ici, F est le plus bas, car la distance à l'étoile est plus grande et la vitesse est inférieure à la moyenne.

Entre le périhélie et l'aphélie, la planète vole à une vitesse moyenne de 29, 8 km / s .

Se lever simultanément

Ils apparaissent lorsque le sujet bouge curviligne. Voici des exemples pour plus de clarté:

Dans la conception de la lame avec un moteur électrique accroché deux charges. Le moteur les fit tourner, l'inertie apparut. Ils ont commencé à filer sur les pales, mais ne se sont pas envolés. Ils ont gardé F cs .

La voiture a accéléré à 120 km / h et a pris un virage. La voiture a dérapé, il a changé la direction du mouvement au détriment de F cb . Mais la voiture n'a pas volé et est restée sur la voie. C'est arrivé parce que F cc a gardé la voiture.

Dans tous les exemples, ils ont commencé à agir simultanément.

Comment diffèrent-ils

Ils se produisent lorsque le corps bouge curviligne. Leurs valeurs sont égales. Mais ce ne sont pas les mêmes. Il est temps de comprendre quelle est la différence.

Différent dans la direction

La première différence est la direction. Le fait qu’ils soient égaux et apparaissent simultanément ne signifie pas que leurs vecteurs vont dans la même direction.

La terre tourne autour du soleil sur son orbite. Elle essaie de rompre avec l'étoile pour voler dans la galaxie. Mais quelque chose la retient.

F cb est dirigé depuis le centre de rotation. Elle tire la planète aussi loin que possible de l'étoile. Mais pourquoi est-ce le plus grand périhélie? Parce que plus la planète est proche du centre, plus ils agissent dessus. Si nous substituons la vitesse et le rayon du périhélie à la formule F = mv2 / r, puis à l'aphélie, il s'avère que F cb est plus grand dans la partie courte.

F cc est l'opposé de centrifuge. Il est dirigé vers le centre et ne permet pas au corps de quitter la trajectoire.

Pour la banque centrale F et F cc, la troisième loi de Newton fonctionne: F 1 = -F 2 . Les corps agissent les uns sur les autres de manière égale, mais de sens opposé. Par conséquent, la Terre tourne toujours autour du soleil.

Sources d'occurrence

En plus des vecteurs de direction opposés, ils ont une autre différence - la cause de l'apparition.

L'inertie apparaît lorsque l'objet se déplace de manière curviligne. Autrement dit, la voiture essaie de se déplacer tout droit lorsqu'elle entame un virage à 120 km / h.

F cc apparaît à partir de différentes sources: la poussée du moteur empêche la voiture de sortir de la route; la puissance de l'athlète et la tension du fil maintiennent le marteau; Le soleil attire la terre. Tous ces exemples sont des phénomènes physiques différents, mais on les appelle les mêmes.

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