Ero sivun ”Keskipakoisvoima” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Artikkelin uudelleen kirjoittamista ymmärrettävämmäksi. Laajoja muokkauksia. |
|||
Rivi 1:
{{korjattava/määritelmä|voisi määritellä yleiskielisesti ja ymmärrettävästi}}
'''Keskipakoisvoima''' eli '''keskipakovoima''' on [[näennäisvoima]], joka vaikuttaa vetävän esimerkiksi [[ympyräliike|ympyräliikettä]] tekevää kappaletta kauemmaksi liikkeen keskipisteestä. Näennäinen vaikutelma johtuu kappaleen [[Hitaus|hitaudesta]] eli sen kyvystä vastustaa liiketilan muutosta. Ympyräliikkeessä liikkeen suunta muuttuu kaiken aikaa. Jotta tasaista ympyräliikettä tekevä kappale pysyisi ympyräradalla, tarvitaan liikkeen ylläpitämiseen [[keskihakuvoima]], joka suuntautuu kohti ympyräradan keskipistettä. Jos tällainen voima on liian heikko, on seurauksena kappaleen etääntyminen ympyräliikkeen keskipisteestä eli ympyräradan säde kasvaa. Tämä ilmiö näyttää siltä kuin kappaleeseen vaikuttaisi jokin voima, joka vetää kappaletta ulospäin. Todelliset voimat ovat aina seurausta jostain [[vuorovaikutus|vuorovaikutuksesta]]. Koska ilmiön syynä ei ole mikään vuorovaikutus, vaan kappaleen oma hitaus, on kyseessä näennäisvoima.
Vastaava ilmiö esiintyy myös [[pyörimisliike|pyörimisliikkeessä]], jossa kappaleen rakenneosat tekevät ympyräliikettä. Pyörivän kappaleen rakenneosien välillä vaikuttaa jännitysvoimia, jotka aiheuttavat ympyräradan ylläpitämiseen tarvittavan keskihakuvoiman. Jos jännitysvoimat ovat heikompia kuin mitä ympyräliikkeen ylläpitämiseen tarvitaan, alkaa kappale muoto venyä pyörimisakselista ulospäin. Tästä esimerkkejä ovat esimerkiksi pyörivien taivaankappaleiden litistyminen<ref>Galilei 4: Mekaniikka 2.'' ''Jari Lavonen, Kaarle Kurki-Suonio, Harri Hakulinen. Weilin+Göös, 1995</ref>.
Keskipakovoimasta puhutaan usein [[pyörimisliike|pyörimis]]- ja [[Ympyräliike|ympyräliikkeen]] yhteydessä. Sillä tarkoitetaan esimerkiksi tilannetta, jossa nopeasti pyörivässä [[karuselli]]ssa istuvat ihmiset kokevat painuvansa karusellin ulkokehää kohti. Tällöin harhaanjohtavasti ajatellaan voiman kohdistuvan ympyräliikkeen keskipisteestä poispäin. Todellisuudessa aistittava paine johtuu Newtonin [[mekaniikan peruslait|jatkuvuuden laista]] sekä karusellin tuolin, seinän tai muun vastaavan tukevan pinnan [[tukivoima]]sta.▼
Klassisen mekaniikan matemaattisessa muotoilussa keskipakovoiman voidaan selittää johtuvan kappaleeseen kiinnitetyn pyörimisliikettä tekevän koordinaatiston kiihtyvyydestä. Tällaista kiihtyvää koordinaatistoa kutsutaan [[inertiaalikoordinaatisto|epäinertiaaliseksi koordinaatistoksi]].{{Selvennä}}{{Lähde}}
== Esimerkkejä ==
▲
Tämä johtuu siitä, että karusellissa istuva henkilö pyrkii klassisen mekaniikan lakien mukaisesti jatkamaan matkaa suoraan eteenpäin karusellin poikkeuttaessa henkilön kulkurataa. Nopeuden suunnan muuttaminen vaatii voiman samalla tavalla kuin työntäminen, vetäminen tai kiihtyvyys. Itse asiassa karusellissa istuva ihminen kokee voiman vaikutuksen siksi, koska karuselli kääntää henkilöä jatkuvasti tiettyyn suuntaan, jolloin siis istujan [[keskeiskiihtyvyys|keskeiskiihtyvyysvektori]] osoittaa ympyräradan keskipisteeseen. Esimerkkihenkilön lopullinen liikerata kaartuu näin ollen ympyräradaksi, ellei tilanteessa vaikuta muita voimia.
{{Uudelleenkirjoitettava}}
Kappaleeseen kohdistuva keskipakoisvoima ''F<sub>c</sub>'' on suuruudeltaan
| |||