القوة الطاردة المركزية قوة قصور للخارج في إطار دوار؛ ليست تفاعلًا جديدًا في الإطار القصوري. [1]
ماذا يرى الراصدان؟
قصوريًا القوة الحقيقية للداخل والتسارع شعاعي؛ دوارًا نوازنها بقوة قصور للخارج للجسم الساكن نسبيًا. [1]
نختار جسمًا موصولًا بخيط في دوران منتظم، ونرسم الاتجاه الشعاعي فقط.
القانون في حالة الدوران المنتظم
في الدوران المنتظم F=mω²r؛ m الكتلة، و r البعد عن المحور، و ω بالراديان لكل ثانية. [1]
نختار m=1.2kg و r=0.4m و ω=3rad/s. الحساب 1.2×3²×0.4=4.32N. والتسارع المحسوب 3²×0.4=3.6m/s². نتحقق: 1.2×3.6=4.32N.
في الرسم الدوار، قوتا المثال 4.32N للخارج و 4.32N للداخل تعطيان 4.32−4.32=0. هذا صفر التسارع النسبي، لا القصوري.
هل هما فعل ورد فعل؟
زوج نيوتن الثالث يؤثر في جسمين مختلفين. في مثال الخيط، قوة الخيط على الجسم تقابل قوة الجسم على الخيط؛ ليست القوة الطاردة الظاهرية رد الفعل على الشد. [2]
لاختيار زوج صحيح، اكتب اسم الفاعل والمفعول في كل عبارة: «الخيط على الجسم» ثم «الجسم على الخيط». تبديل الاسمين يحدد التفاعل الحقيقي. أما تغيير الراصد فلا يخلق جسمًا ثانيًا يمارس هذا التفاعل.
لماذا يؤثر مربع السرعة الزاوية؟
نثبت كتلة المثال ونصف قطره؛ حاصل ضربهما 0.48 بوحدات النظام الدولي. نحسب المقادير لأربع سرعات دوران مع قيمة الصفر للمقارنة:
| ω(rad/s) | ω² | F(N) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0.48 |
| 2 | 4 | 1.92 |
| 3 | 9 | 4.32 |
| 4 | 16 | 7.68 |
الانتقال من 2 إلى 4rad/s يضاعف السرعة مرتين، لكنه يرفع المقدار من 1.92 إلى 7.68N، أي أربع مرات. المنحنى يجسد هذه الأرقام المختارة، لا قراءة جهاز.
حركة الجسم بالنسبة للإطار الدوار قد تستلزم كوريوليس. موازنتنا السابقة تخص السكون النسبي والدوران المنتظم. [1]
المصادر ومتابعة القراءة
- OpenStax: القوة الشعاعية والأطر الدوارة (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org
- OpenStax: زوج قوى الفعل ورد الفعل (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.