PROJEKT  DAAD

Pohyb po kružnici
Hermann Härtel
Marián Kireš, Zuzana Ješková, Ján Degro

7. Odstredivá alebo dostredivá sila?

V skupine študentov sa diskutuje otázka, či existuje odstredivá sila. Vyskytli sa dva protichodné názory. Väčšina študentov nevidí v tom žiadny problém. Pre nich je samozrejmé, že odstredivá sila existuje a smeruje von od stredu otáčania. Veď ak idete na kolotoči, cítite túto silu jasne. Taktiež, ako by sa vysušilo prádlo v odstredivke, ak by táto sila nevytlačila vodu preč - mimo bubon práčky?

Krátky videoklip “ball_beaker.mpg” ilustruje túto otázku.

Iba dvaja študenti oponujú. Títo si myslia, že pri kruhovom pohybe sa vyskytuje iba jedna sila, ktorá pôsobí do stredu tzv. dostredivá sila. Tvrdia, že tu nie je žiadna pôvodná odstredivá sila pôsobiaca von.
Hádajú sa nasledovne: každé krúžiace teleso by sa malo pohybovať v smere tangenty v danom bode dráhy. V dôsledku dostredivej sily, ktorá smeruje do stredu je teleso nútené pohybovať sa po kružnici.
Čo si vy o tom myslíte? Kto má pravdu?


7.1 Dostredivá sila
Názor menšiny je správny. Pre kruhový pohyb je potrebná sila, ktorá smeruje do stredu. Mokré prádlo netlačí na steny odstredivky, aby išlo preč, ale steny tlačia na prádlo a nútia ho ísť po kruhovej dráhe. Ináč by sa prádlo pohybovalo priamo. Až ako reakcia na túto silu a v dôsledku zotrvačnosti, mokré prádlo tlačí na stenu odstredivky.


7.2 Dostredivé zrýchlenie

Ilustrácia hore ukazuje teleso pohybujúce sa rovnomerne pozdĺž kruhovej dráhy. Jeho poloha je označená v troch bodoch. Strany trojuholníka označené v.Dt sú rovnako veľké a približne rovné vzdialenosti, ktorú teleso prejde za čas Dt.
V pravo je ukázané určenie rozdielu rýchlosti Dv. Pretože všetky trojuholníky majú rovnaký uhol a, sú podobné. Teda:

(tu v a Dv sú veľkosti vektorov)
Úpravou dostaneme:

Pre veľmi malé Dt sa ľavý člen blíži k zrýchleniu a, a tak dostaneme:

zrýchlenie a je orientované v smere Dv, teda do stredu kruhovej dráhy.