Что такое центробежная сила?
Центробежная сила — это кажущаяся сила, направленная наружу, которую испытывает тело при движении по круговой траектории. Во вращающейся системе отсчёта масса m, движущаяся с линейной скоростью v по окружности радиусом r, словно отталкивается от центра. По величине она равна центростремительной силе, которая удерживает тело на круговой орбите, но направлена в противоположную сторону — наружу. Калькулятор работает в любой согласованной системе единиц СИ (килограммы, метры, секунды) и подходит для решения любых задач по физике и инженерному делу.
Как пользоваться калькулятором
Введите массу тела в килограммах, его линейную (касательную) скорость в метрах в секунду и радиус круговой траектории в метрах. Инструмент рассчитает центробежную силу в ньютонах, а также для удобства покажет угловую скорость (\(\omega = v/r\)) и центростремительное ускорение (\(a = v^2/r\)).
Разбор формулы
Основное уравнение — $$F = \frac{m \cdot v^2}{r}$$ Сила растёт линейно с увеличением массы, квадратично — со скоростью (при удвоении скорости сила возрастает в четыре раза) и уменьшается с ростом радиуса. Через угловую скорость \(\omega = v/r\) ту же силу можно записать как $$F = m \cdot \omega^2 \cdot r$$ Соответствующее центростремительное ускорение равно \(a = v^2/r = \omega^2 \cdot r\).
Пример расчёта
Тело массой 2 кг движется со скоростью 5 м/с по окружности радиусом 1,5 м. Тогда $$F = \frac{2 \times 5^2}{1{,}5} = \frac{2 \times 25}{1{,}5} = \frac{50}{1{,}5} \approx 33{,}33 \text{ Н}$$ Угловая скорость равна \(\omega = 5 / 1{,}5 \approx 3{,}33\) рад/с, а центростремительное ускорение составляет \(a = 25 / 1{,}5 \approx 16{,}67\) м/с².
Частые вопросы
Центробежная сила — это «настоящая» сила? Нет, это фиктивная (инерционная) сила, которая возникает только во вращающейся системе отсчёта. В инерциальной системе реальной является центростремительная сила, направленная к центру.
Какие единицы измерения использовать? Применяйте единицы СИ: килограммы, метры и метры в секунду — тогда сила получится в ньютонах.
Что произойдёт при увеличении радиуса? При неизменной скорости больший радиус уменьшает силу, потому что траектория искривляется более плавно.
