Fizyka. Zakres podstawowy

DYNAMIKA
Popatrzmy teraz na licznik wzoru (3) – prędkość jest w drugiej potędze. To oznacza,
że siła dośrodkowa znacznie rośnie wraz ze wzrostem prędkości. Dwukrotnie większa
prędkość wymaga czterokrotnie większej siły dośrodkowej! Wniosek: przed zakrętem
lepiej zwolnić. Zwłaszcza jeśli jest ślisko, czyli jest małe tarcie.
r
r
υ
Jeśli na obiekt działa kilka sił, rolę siły dośrodkowej zawsze odgrywa siła wypadkowa.
Na muchę, piłkę i autobus – omówione w naszych przykładach – działa również siła
ciężkości. Jest ona jednak równoważona przez nacisk pochodzący odzą
cy od podłoża i dlatego
mogliśmy rozpatrywać tylko siłę tarcia lub siłę, z jaką działał Krzysiek. Te siły nie były
niczym zrównoważone.
Podsumujmy: warunkiem koniecznym, aby ciało poruszało się po okręgu, jest to, by
siła wypadkowa działająca na ciało była skierowana zawsze do środka tego okręgu, a jej
wartość była zgodna ze wzorem (3).
Czy ciało poruszające się po okręgu ma przyspieszenie? Przyspieszenie to stosunek zmiany
prędkości do czasu, w którym ta zmiana nastąpiła. Podczas ruchu jednostajnego po
okręgu prędkość ma stałą wartość, lecz ciągle zmienia się jej kierunek i zwrot (ryc. 10.1).
Zatem wektor prędkości zmienia się, a to oznacza, że ciało ma przyspieszenie.
Przypomnijmy II zasadę dynamiki: przyspieszenie ciała jest wektorem skierowanym tak
jak siła wypadkowa, a jego wartość obliczamy ze wzoru:
38
a = F w
m
Wynika stąd, że przyspieszenie ciała poruszającego się po okręgu jest skierowane tak jak
siła dośrodkowa, czyli do środka okręgu. Wartość tego przyspieszenia można otrzymać
po podstawieniu do powyższego wzoru wartości siły dośrodkowej ze wzoru (3).