Odstředivá vs. dostředivá síla

[Petr46]

MilAn napsal:, to už se dostáváme do základů fyziky- 1.ročníku střední školy.Ty základy máte tady:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Odst%C5%99 ... _s%C3%ADla
i s odkazy na další studium. Snad z toho pochopíte i inerciální a neinerciální soustavy i skutečné a zdánlivé síly.  A pro odpověď na otázku OD/DO středivá síla věnujte pozornost odstavci Terminologie!

Petr

[Oldřich Řeháček]

Pánové. Na tuto diskusi jsem narazil docela náhodou a nedá mi, abych neměl několik poznámek :

- pokud by jste na zkoušce z mechaniky na jaderné fakultě použili pojem "odstředivá síla", znamenalo by to okamžitý vyhazov ze skoušky. Existuje pouze dostředivá síla. Ta nutí těleso obíhat kolem jednoho bodu. Jinak se těleso v kosmu pohybuje rovnoměrně přímočaře (pokud tedy není v gravitačním poli).
- neinerciální soustavy z příkladu nejsou rovnocenné a to i při platnosti principu ekvivalence. Bedna v gravitačním poli : na všechny předměty v bedně působí gravitační zrychlení, tedy i na případnou kuličku, kterou drží kosmonaut v ruce. Po jejím upuštění z ruky se kulička ocitne u nohou kosmonauta.
Druhá soustava je pod vlivem dostředivé síly. Na kuličku působí tato síla do té doby, kdy ji kosmonaut bude držet v ruce. Pokud ji pustí, poletí kulačka ve směru vektoru pohybu, který v tomto okamžiku měla, a pohybovala by se rovnoměrně přímočaře. Určitě by v bedně bouchla do stěny v jiném místě.

O.Řeháček

[Honza Ebr (honza42)]

Pánové. Na tuto diskusi jsem narazil docela náhodou a nedá mi, abych neměl několik poznámek :

- pokud by jste na zkoušce z mechaniky na jaderné fakultě použili pojem "odstředivá síla", znamenalo by to okamžitý vyhazov ze skoušky.

Pokud by mě někdo vyhodil ze zkoušky na základě správného (tzn. jako zdánlivá síla v neinerciální soustavě) použití odstředivé síly, tak požádám o opakované přezkoušení před komisí, pokud by se to opakovalo, dám danou fakultu k soudu a nechám si vypracovat znalecké posudky, které mi dají jednoznačně zapravdu. To jenom, abychom si vysvětlili, kam takovéto "rezolutní" výroky mohou vést. Vysoké školství už dneska není "bude to, jak řikáme my".

Pořád mi to ještě nikdo neřekl, jak bez použití pojmu odstředivé síly (a vzorce pro její výpočet pro F=m.v^2/r) snadno odvodí velikost kruhové rychlosti - a to se nám tady odpůrci odstředivé síly tak množí!

[Sasa3]

Pořád mi to ještě nikdo neřekl, jak bez použití pojmu odstředivé síly (a vzorce pro její výpočet pro F=m.v^2/r) snadno odvodí velikost kruhové rychlosti - a to se nám tady odpůrci odstředivé síly tak množí!
Uplne stejne jednoduse. Pokud se teleso v inercialni soustave pohybuje po kruhove draze rovnomernou rychlosti, tak se pohybuje se zrychlenim v^2/r, kde smer vektoru zrychleni ukazuje na stred otaceni. Cili na nej musi  pusobit dostrediva sila velikosti F=mv^2/r a ta musi byt rovna gravitacni (protoze v tomto priklade tu dostredivou silu zpusobuje prave tato sila a nic jineho tam neni).

Jinak k diskusi, uz to tady zaznelo. Pohyb se da analyzovat z jakekoliv vztazne soustavy a holt v tech neinercialnich pusobi ony "zdanlive" sily, ktere nazyvame odstrediva, Corriolisova a te treti nevim, jak se rika (je trivialni, a vznika totiz tehdy, kdyz se na soustava vuci inercialni jen rovnomerne zrychluje a nerotuje). Nic vic a nic min v tom neni.

[Boramyr]

Je tu ještě Eulerova od zrychlené rotace. Já už měl taky párkrát nutkání k tomu něco napsat, ale Honza Ebr to tu už snad jednou vysvětlil dost jasně. Nějak se ztrácím v tom, o čem je ještě řeč? Ano, je dobré vědět, že v neinerciálních soustavách mohou působit fiktivní síly, je dobré vědět, kde je jejich původ, ale nechápu, proč bych se měl bránit jejich použití, pokud představují užitečný koncept. To, že jsou ty síly fiktivní neznamená, že je nesmíme používat k popisu problému, ne?

[Sasa3]

Vidis, na tu jsem zapomel. Jinak je to presne jak pises.

[Honza Ebr (honza42)]

Uplne stejne jednoduse. Pokud se teleso v inercialni soustave pohybuje po kruhove draze rovnomernou rychlosti, tak se pohybuje se zrychlenim v^2/r, kde smer vektoru zrychleni ukazuje na stred otaceni. Cili na nej musi  pusobit dostrediva sila velikosti F=mv^2/r a ta musi byt rovna gravitacni (protoze v tomto priklade tu dostredivou silu zpusobuje prave tato sila a nic jineho tam neni).

Jinak k diskusi, uz to tady zaznelo. Pohyb se da analyzovat z jakekoliv vztazne soustavy a holt v tech neinercialnich pusobi ony "zdanlive" sily, ktere nazyvame odstrediva, Corriolisova a te treti nevim, jak se rika (je trivialni, a vznika totiz tehdy, kdyz se na soustava vuci inercialni jen rovnomerne zrychluje a nerotuje). Nic vic a nic min v tom neni.
Tim jsi samozřejmě jenom dosáhnul toho samého jiným pojmenováním, což jsem víceméně explicitně na začátku zakázal, ale budiž Mě prostě přijde mnohem intuitivnější si pomatovat, že odstředivá síla je tolik, ale výsledný vzorec je samzořejmě stejný. Prostě jsem asi nezvolil ten nejpřesvědčivější příklad ...

Každopádně aspoň že ty uznáš, že to může člověk popisovat oběma způsoby.

[kavka]

Odpověděl už sasa3. Jen doplním. Připadá mi daleko logičtější odvozovat kruhovou rychlost od gravitační síly, která je silou dostředivou a způsobuje pohyb po kružnici. Odstředivá síla, která působí v neinericální soustavě uvnitř družice je už pouze důsledkem. Nikdy by mne nenapadlo odvozovat kruhovou rychlost jinak. Ostatně je to tak i ve středoškolské učebnici fyziky.
Odstředivou sílu lze chápat jednak jako setrvačnou sílu v otáčející se neinerciální soustavě, nebo též jako reakci na sílu dostředivou. Kroužím-li míčkem na gumičce, působí gumička na míček silou dostředivou a ten se pohybuje po kružnici. Míček pak napíná gumičku silou odstředivou.

[KpS]

To, že jsou ty síly fiktivní neznamená, že je nesmíme používat k popisu problému, ne?  Přesně tak! Stačí jen o něco složitější situace a užitečnost konceptu fiktivních sil je zřejmá. Např. pohyb korálku navlečeného na vodorovný drát otáčející se kolem svislé osy.

[kavka]

Ještě jednu poznámku. Velice často se setkávám s představou, že astronaut je v beztížném stavu, protože je daleko od Země a nepůsobí naň gravitační síla. Ve skutečnosti na něj působí na oběžné dráze gravitační síla jen o něco menší, než na zemaském povrchu a způsobuje, že se pohybuje po kružnici, stejně jako jeho loď. On ale nepůsobí tlakovou ani tahovou silou na stěny lodi a je tedy ve stavu bez tíže. Tento stav je možné tedy simulovat např. i v nákladovém prostoru volným pádem klesajícího letadla. Aby se letadlo pohybovalo v atmosféře se zrychlením g (to, co nazýváme volným pádem - pohyb rovnoměrně zrychlený) musí ovšem jeho motory pracovat, aby překonaly odpor prostředí.
Není to samozřejmě totéž, ale je to podobné. Na objekty uvnitř lodi působí krom síly gravitační stejně velká síla odstředivá, opačného směru, jejichž výslednice je nulová. Na objekty uvnitř nákladového prostoru letadla, klesajícího se zrychlením g také působí krom síly gravitační setrvačná síla opačného směru a jsou tedy vzhledem ke stěnám v klidu a nepůsobí na ně silou.

[Tomas Kratochvíl]

Ahoj, Jenom takova drobnost: Letadlo by to ve střemhlavem letu dlouho nevydrželo a pro vycvik kosmonautu by byly zbytecne velke ztraty jak na majetku tak na posadkach. Letadlo se pohybuje po takove draze s takovym polomerem, aby prave vyrovnalo pusobeni gravitace. Jeho trajektorie pak pripomina delfina.