Forza Ċentripetali
Xi ħaġa tiċċaqlaq f’ċirku qiegħda tibdel direzzjoni kontinwament, u dik il-bidla teħtieġ forza mressqa lejn iċ-ċentru taċ-ċirku. Bla dan il-ġbid ’l ġewwa, l-oġġett kien jitlaq jaħrab f’linja dritta minflok jitbiegħel.
Il-formula
a = v² / r
- a — aċċelerazzjoni ċentripetali (m/s²): kemm mgħaġġel id-direzzjoni tal-oġġett tinbidel lejn iċ-ċentru
- v — veloċità (m/s): kemm mgħaġġel l-oġġett jiċċaqlaq tul it-triq ċirkolari
- r — raġġ (m): id-distanza mill-oġġett għaċ-ċentru taċ-ċirku
Eżempju maħdum
Oġġett jiċċaqlaq f’ċirku ta’ raġġ 2 metri b’veloċità ta’ 4 metri kull sekonda. X’hi l-aċċelerazzjoni ċentripetali tiegħu?
- v = 4 m/s
- r = 2 m
- a = v² / r
- a = (4 m/s)² / 2 m
a = 8 m/s²
Itestja lilek innifsek
L-istess oġġett issa jdur f’8 metri kull sekonda, għadhom fuq raġġ ta’ 2 metri. X’hi l-aċċelerazzjoni ċentripetali tiegħu?
- 16 m/s²
- 8 m/s²
- It-tweġiba t-tajba: 32 m/s²
Tajjeb! Il-veloċità tkun fi kwadru, għalhekk id-duplikazzjoni tagħha tirgħel l-aċċelerazzjoni b’erbgħa: 8² ÷ 2 = 32 m/s².
Żomm il-veloċità fuq 4 metri kull sekonda, imma iddoppja r-raġġ għal 4 metri. X’jiġri għall-aċċelerazzjoni?
- It-tweġiba t-tajba: 4 m/s²
- 16 m/s²
- 8 m/s²
Eżatt — a = v² / r: 4² ÷ 4 = 4 m/s². Id-duplikazzjoni tar-raġġ taqsam l-aċċelerazzjoni binofs.
Fejn tara dan
Karozza ddur fuq winkla teħtieġ frizzjoni bejn it-tajers u t-triq li tiġbedha lejn iċ-ċentru tal-winkla, inkella telqa’; barmil ta’ ilma mswuq jeħtieġ it-tensjoni tal-ħabel tiġbed ’l ġewwa, inkella l-barmil jitlaq jaħrab f’linja dritta f’daqqa ma jħallihax. It-tnejn huma l-istess forza ’l ġewwa, fornita minn xi ħaġa differenti biss.
Żbalji komuni
Il-forza ċentripetali spiss tiġi deskritta bħala forza vera u separata timbotta ’l barra — m’hemmx “forza ċentrifugali” ’l barra li taġixxi fuq l-oġġett nnifsu; dak li fil-fatti jiġri hu l-inerzja tal-oġġett nnifsu tipprova tmur dritt waqt li xi ħaġa (frizzjoni, tensjoni, gravità) tiġbedhu ’l ġewwa. Hu faċli ukoll taħseb li veloċità ċirkolari aktar mgħaġġla teħtieġ proporzjonalment aktar forza, imma a = v²/r ifisser li doppju l-veloċità jagħmel il-forza meħtieġa erbgħa darbiet, mhux tnejn.
Kif jinqabad
Din hi t-tieni liġi ta’ Newton erġa’ darba, applikata għal oġġett li l-aċċelerazzjoni tiegħu dejjem tipponta lejn ċentru minflok tul id-direzzjoni tas-safar tiegħu. Il-gravitazzjoni universali, li jmiss, tforni l-forza veri — il-gravità — li żżomm il-pjaneti u s-satelliti jiċċaqalqu fl-orbiti ċirkolari jew kważi ċirkolari li l-forza ċentripetali tiddeskrivi.