Siła odśrodkowa

dd

Siła odśrodkowa w fizyce – jedna z sił bezwładności występująca w obracających się układach odniesienia. Układy takie zalicza się do układów nieinercjalnych.

Siła odśrodkowa wyrażona jest wzorem:

${\mathbf {F} }={\frac {mv^{2}}{r}}{\frac {\mathbf {r} }{r}}={m\omega ^{2}}{\mathbf {r} }$

Wartość siły określają wzory

$F={\frac {mv^{2}}{r}}={m\omega ^{2}}r$

gdzie:

• m – masa,
• v – prędkość,
• ω = v/r – chwilowa prędkość kątowa,
• r – promień krzywizny toru. Wektor promienia krzywizny ma początek w chwilowym środku obrotu układu (środku krzywizny toru ruchu) i zwrócony jest w stronę poruszającego się ciała.

Przykłady

Przykładem jest siła, którą odczuwamy siedząc w skręcającym samochodzie (względem samochodu jesteśmy w spoczynku, jednak skręcający samochód jest nieinercjalnym układem odniesienia). Siła ta działa w kierunku "na zewnątrz" łuku, po którym porusza się wybrany układ odniesienia, czyli np. na huśtawce jako dodatkowy ciężar, a podczas skrętu samochodem na poziomej (nieprofilowanej) drodze w lewo, siłę tę odczuwamy jak dodatkową składową siły ciążenia ciągnącą nas w prawo. Właśnie ze względu na siłę odśrodkową zakręty na drogach, przeznaczone do pokonywania ze znaczną prędkością, profiluje się podnosząc ich zewnętrzną krawędź, podobne projektuje się także np. trasy saneczkarskie. Dzięki takiemu zabiegowi, w układzie związanym z samochodem wypadkowa siły ciążenia i siły odśrodkowej ma mniejszą składową równoległą do płaszczyzny jezdni, zmniejszając ryzyko poślizgu i wypadnięcia z zakrętu.

Jeżeli to samo zagadnienie jest rozpatrywane w inercjalnym układzie odniesienia, to siła odśrodkowa nie występuje, ale wówczas ciało to porusza się po okręgu i by pozostało w ruchu po okręgu musi na nie działać siła o wartości równej sile dośrodkowej. W przypadku samochodu pokonującego zakręt na nieprofilowanej drodze siłę dośrodkową musi zapewnić poprzeczna do kierunku jazdy siła tarcia opon o nawierzchnię. Gdy będzie ona zbyt mała (np. na mokrej lub oblodzonej drodze), dojdzie do poślizgu i samochód zacznie poruszać się po łuku o promieniu większym niż promień zakrętu, lub wręcz po prostej.

Zobacz też

• siła dośrodkowa
• ruch obrotowy