Центробежна физика на силата

Центробежна сила - измислена сила, характерна за частица, движеща се по кръгова пътека, която има същата величина и размери като силата, която държи частицата по своя кръгов път (центробежната сила), но сочи в обратна посока.

механика: Центробежна сила

Според принципа на относителността на Галилей, ако законите на Нютон са верни във всяка референтна рамка, те са верни и във всеки друг кадър

Каменна вихрушка в хоризонтална равнина в края на връв, вързана на стълб на земята, непрекъснато променя посоката на скоростта си и следователно има ускорение към стълба. Това ускорение е равно на квадрата на неговата скорост, разделен на дължината на низа. Според втория закон на Нютон, ускорението се причинява от сила, която в случая е напрежението в струната. Ако камъкът се движи с постоянна скорост и гравитацията е пренебрегната, напрежението, насочено към струната, е единствената сила, действаща върху камъка. Ако струната се скъса, камъкът поради инерцията ще продължи по права линия, допираща се към предишния си кръгов път; тя не се движи във външната посока, както би станало, ако центробежната сила беше истинска.

Въпреки че не е реална сила според законите на Нютон, концепцията за центробежна сила е полезна. Например, когато анализирате поведението на течността в сметален сепаратор или центрофуга, е удобно да се изследва поведението на течността спрямо въртящия се контейнер, а не спрямо Земята; и, за да могат законите на Нютон да бъдат приложими в такава въртяща се референтна рамка, инерционната сила или фиктивната сила (центробежната сила), равна и обратна на центробежната сила, трябва да бъдат включени в уравненията на движението. В референтна рамка, прикрепена към въртящия се камък, камъкът е в покой; за да се получи балансирана система на сила, трябва да се включи центробежната сила, действаща навън.

Центробежната сила може да се увеличи чрез увеличаване или на скоростта на въртене или на масата на тялото, или чрез намаляване на радиуса, което е разстоянието на тялото от центъра на кривата. Увеличаването на масата или намаляването на радиуса увеличава съответно центробежната сила в пряка или обратна пропорция, но увеличаването на скоростта на въртене я увеличава пропорционално на квадрата на скоростта; тоест увеличението на скоростта 10 пъти, да речем от 10 до 100 оборота в минута, увеличава центробежната сила с коефициент 100. Центробежната сила се изразява като кратно на g, символът за нормална гравитационна сила (строго погледнато, ускорението поради гравитацията). Центробежни полета от над 1 000 000 000 g са произведени в лабораторията от устройства, наречени центрофуги.