Lực cần thiết để làm cho một vật chuyển động, và lực tác động lên vật thể khác nhau tùy thuộc vào dạng chuyển động mà nó thể hiện. Trong trường hợp chuyển động theo đường cong, một lực đặc biệt xuất hiện trong bức tranh, tức là lực hướng tâm - nghĩa đen là “tìm kiếm trung tâm”. Lực hướng tâm là lực tác dụng vào tâm của đường tròn. Trong bài viết này, chúng ta hãy thảo luận về lực hướng tâm là gì và nó khác với lực ly tâm như thế nào.
Lực hướng tâm là gì?
Theo định nghĩa lực hướng tâm,
Lực hướng tâm là lực tác dụng lên vật theo chuyển động cong hướng về trục quay hoặc tâm cong.
Lực hướng tâm luôn hướng vuông góc với phương chuyển động của vật. Sử dụng định luật chuyển động thứ hai của Newton , người ta thấy rằng lực hướng tâm của một vật chuyển động theo đường tròn luôn có tác dụng hướng vào tâm đường tròn.
Đơn vị của lực hướng tâm là newton.
Công thức tính lực hướng tâm
Công thức Lực hướng tâm được cho dưới dạng tích của khối lượng (tính bằng kg) và vận tốc tiếp tuyến (tính bằng mét trên giây), chia cho bán kính (tính bằng mét) ngụ ý rằng khi tăng gấp đôi vận tốc tiếp tuyến, lực hướng tâm sẽ tăng gấp bốn lần. Về mặt toán học, nó được viết là:
Fc = mv²/r
Trong đó:
F: là lực hướng tâm,
m: là khối lượng của vật,
v: là tốc độ hoặc vận tốc của vật
r: là bán kính.
Ví dụ về lực hướng tâm trong cuộc sống hàng ngày
Lực hướng tâm kéo hoặc đẩy một vật về phía tâm của một đường tròn khi nó chuyển động, gây ra chuyển động góc hoặc chuyển động tròn.
- Khi quay một quả bóng trên một sợi dây hoặc quay một sợi dây, lực căng dây sẽ kéo vật hướng vào tâm.
- Lực hướng tâm được cung cấp bởi lực ma sát giữa mặt đất và các bánh xe khi quay ô tô.
- Khi đi qua một vòng trên tàu lượn, lực được cung cấp bởi lực bình thường khi ghế hoặc tường đẩy bạn về phía trung tâm.
- Đối với các hành tinh quay quanh Mặt trời, lực hướng tâm được cung cấp bởi Lực hấp dẫn.
Lực ly tâm là gì?
Lực ly tâm là một lực giả trong một chuyển động tròn, tác dụng dọc theo bán kính và hướng ra khỏi tâm của đường tròn. Lực không tồn tại khi các phép đo được thực hiện trong hệ quy chiếu quán tính . Nó chỉ phát huy tác dụng khi thay đổi hệ quy chiếu của chúng ta từ mặt đất / quán tính sang hệ quy chiếu quay.
Trong tiếng Anh lực ly tâm được hiểu với cụm từ hay thuật ngữ: “Centrifugal Force”. Và chúng thường đi theo kèm với một lực nữa gọi là lực hướng tâm với thuật ngữ “Centripetal Force”.
Đơn vị của lực ly tâm là newton.
Công thức tính lực lý tâm
Lực ly tâm về cơ bản sử dụng công thức lực hướng tâm (mô tả một hiện tượng thực tế) và đảo ngược hướng của lực, để mô tả lực ly tâm hư cấu.
Fc = −mv²/r
Trong đó:
F: là lực ly tâm
m: là khối lượng của vật thể
v: là tốc độ hoặc vận tốc của vật thể
r: là bán kính.
Ví dụ về lực ly tâm trong cuộc sống hàng ngày
- Lực ly tâm tác dụng lên mọi vật chuyển động theo đường tròn khi nhìn từ hệ quy chiếu quay. Dưới đây là một số ví dụ về Lực ly tâm.
- Trọng lượng của một vật ở hai cực và ở xích đạo
- Một chiếc xe đạp đang rẽ.
- Xe chạy quanh khúc cua
- Đường sắt xích đạo
Lực hướng tâm vs Lực ly tâm
So sách lực hướng tâm và lực ly tâm
Nhà vật lý Andrew A. Ganse nghiên cứu tại Đại học Washington, cho biết: “Sự khác biệt giữa lực hướng tâm và lực ly tâm liên quan đến các "hệ quy chiếu" khác nhau, nghĩa là các góc nhìn khác nhau mà bạn đo lường một thứ gì đó. “Lực hướng tâm và lực ly tâm thực sự là một lực hoàn toàn giống nhau, chỉ ngược chiều nhau vì chúng được trải nghiệm từ các hệ quy chiếu khác nhau.”
Khi bạn đang quan sát một hệ quay từ bên ngoài, bạn sẽ thấy một lực hướng tâm bên trong tác động để hạn chế vật quay theo một đường tròn. Nhưng bạn là một phần của hệ thống quay, bạn sẽ trải qua một lực ly tâm rõ ràng đẩy bạn ra khỏi tâm của vòng tròn, mặc dù những gì bạn thực sự cảm thấy là lực hướng tâm bên trong đang ngăn bạn đi theo đúng nghĩa đen.
Câu hỏi thường gặp
Lực hướng tâm là gì?
Lực hướng tâm là thành phần của lực tác dụng lên vật trong chuyển động cong có hướng về trục quay hoặc tâm cong.
Cho ví dụ về lực hướng tâm.
Cuộc cách mạng của mặt trăng quanh trái đất và sự quay của đỉnh là một số ví dụ về lực hướng tâm.
Lực hướng tâm có tăng theo tốc độ không?
Đúng! Biểu thức của lực hướng tâm được cho bởi mv 2 / R. Điều này cho thấy khi tốc độ của hạt tăng lên, thì lực hướng tâm mà nó phải chịu.
Lực hướng tâm có tăng theo bán kính không?
Không! Biểu thức của lực hướng tâm được cho bởi mv 2 / R. Điều này cho thấy khi bán kính chuyển động của hạt tăng lên, thì lực hướng tâm mà nó phải chịu giảm.
So sánh lực li tâm và lực hướng tâm.
Lực hướng tâm được quan sát từ hệ quy chiếu quán tính, còn lực ly tâm được quan sát từ hệ quy chiếu phi quán tính. Lực hướng tâm hướng về trục quay hoặc tâm cong, và lực ly tâm hướng ra khỏi tâm đường tròn.
Tham khảo thêm: Các dịch vụ của công ty cổ phần cơ khí GMEK: Sửa chữa máy thổi khí, Sửa chữa bơm hút chân không, sửa chữa bơm hút chân không trục vít, sửa chữa bơm hút chân không tăng áp, ...