Konparaketa honek indar zentripetuen eta zentrifugoen arteko funtsezko bereizketa argitzen du errotazio-dinamikan. Indar zentripetua objektu bat bere ibilbidearen erdialderantz erakartzen duen benetako elkarrekintza fisikoa den bitartean, indar zentrifugoa erreferentzia-sistema birakari baten barruan bakarrik jasaten den inertzia-indar "itxurazkoa" da.
Nabarmendunak
Indar zentripetuak erdigunerantz erakartzen du, eta indar zentrifugoak, berriz, urruntzen duela dirudi.
Indar zentripeturik gabe, objektu bat lerro ukitzaile zuzen batean hegan egingo luke.
Indar zentrifugoa teknikoki "indar fiktizio" bat da, inertziatik sortzen baita, ez interakzio batetik.
Bi indarrek magnitude matematiko bera dute: masa bider abiadura karratu zati erradioa.
Zer da Indar Zentripetua?
Objektu bati bide kurbatu batean mugitzen jarraitzeko eragiten dion benetako indar fisikoa.
Norabidea: Errotazio-zentrorantz
Natura: Benetako indarra (tentsioa, grabitatea, marruskadura)
Markoa: Marko inertzial (finko) batetik behatua
Efektua: Abiaduraren norabidea aldatzen du
Baldintza: Edozein mugimendu zirkularretarako beharrezkoa
Zer da Indar zentrifugoa?
Zirkuluan mugitzen den objektu batek erdigunetik urruntzen duen indar itxurazkoa.
Norabidea: Biraketa-zentrotik urrun
Natura: Sasi edo indar fiktizioa
Markoa: Biraka ari den (inertzial ez den) marko batetik behatua
Efektua: Kanpora bultzada edo 'jaurtiketa' hautematea
Jatorria: Objektu baten inertziaren emaitza
Konparazio Taula
Ezaugarria
Indar Zentripetua
Indar zentrifugoa
Indarraren norabidea
Barrura begira (ardatzari begira)
Kanpora begira (ardatzetik urrunduz)
Indarren Sailkapena
Benetako indar fisikoa
Inertzia edo indar fiktizioa
Erreferentzia-esparrua
Inertziala (behatzaile geldikorra)
Ez-inertziala (behatzaile birakaria)
Newtonen legeak
Newtonen Hirugarren Legea jarraitzen du (Ekintza/Erreakzioa)
Ez du erreakzio bikote fisikorik
Oinarrizko Formula
Fc = mv² / r
Fcf = mv² / r (matematikoki berdina)
Iturri fisikoa
Grabitatea, tentsioa edo marruskadura
Objektuaren inertzia-kurba erresistentea
Xehetasunak alderatzea
Oinarrizko Natura
Indar zentrifugoa mugimendu zirkularretarako baldintza ukigarria da; elkarrekintza fisikoek ematen dute, hala nola soka bateko tentsioak edo planeta baten grabitazio-indarrak. Indar zentrifugoa, aldiz, ez da "indar" bat zentzu tradizionalean, inertziaren efektu bat baizik. Mugitzen ari den objektu batek lerro zuzen batean jarraitzeko joera da, eta kanpora bultzada bat bezala sentitzen da objektua kurba batera behartzen denean.
Behatzailearen ikuspegia
Bereizketa behatzailea non dagoenaren araberakoa da neurri handi batean. Lurrean dagoen pertsona batek, auto bat izkina bat hartzen ikusten ari den bitartean, indar zentripetoa (marruskadura) ikusten du autoa barrurantz tiratzen. Hala ere, auto horren barruko bidaiari batek indar zentrifugoa sentitzen du atearen kontra bultzatzen. Bidaiariaren sentsazioa erreala da berarentzat, baina benetan bere gorputza zuzen mugitzen saiatzen ari da autoa bere azpian biratzen den bitartean.
Erlazio matematikoa
Magnitudeari dagokionez, bi indarrak aldagai berdinak erabiliz kalkulatzen dira: masa, abiadura eta biraketaren erradioa. Erreferentzia-sistema birakari batean, indar zentrifugoa indar zentripetuaren berdina eta aurkakoa dela tratatzen da askotan, kalkuluak errazteko. Horri esker, ingeniariek "kanporako" erakarpena "barrurako" egitura-euskarriaren aurka orekatu dezakete, hala nola, zentrifugagailuen diseinuan edo autobideetako kurba maldatsuetan.
Ekintza-Erreakzio Bikoteak
Indar zentrifugoa Newtonen Hirugarren Legearen bikote estandarraren parte da; adibidez, soka batek pilota bat barrurantz tiratzen badu, pilotak soka kanporantz tiratzen du (truke zentrifugoa). Biratzen ari den marko batean kontzeptu independente gisa erabiltzen den 'indar' zentrifugoak ez du halako bikoterik, ez baitago bultzada eragiten duen kanpoko objekturik. Koordenatu-sistemaren beraren azeleraziotik sortzen da soilik.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Indar Zentripetua
Abantailak
+Planetak orbitan mantentzen ditu
+Ibilgailuaren biraketa segurua ahalbidetzen du
+Sateliteen egonkortzean erabilia
+Mugimenduaren lege estandarrak jarraitzen ditu
Erabiltzailearen interfazea
−Energia/sarrera konstantea behar du
−Egiturazko tentsioa eragin dezake
−Biraketa-abiadura maximoa mugatzen du
−Marruskadura maila espezifikoak behar ditu
Indar zentrifugoa
Abantailak
+Likidoak bereizten ditu laborategiko lanean
+Grabitate artifiziala sortzen du
+Arropa zentrifugazio zikloetan lehortzen du
+Biraketa-markoen matematika sinplifikatzen du
Erabiltzailearen interfazea
−Matxura mekanikoak eragin ditzake
−Bidaiarien ondoeza eragiten du
−Askotan kontzeptualki gaizki ulertzen da
−Ez da benetako interakzio fisikoa
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Indar zentrifugoa indar zentripetua orekatzen duen indar erreala da.
Errealitatea
Inertzia-sistemetan, objektuaren gainean indar zentripetoa baino ez dago eragiten. Indarrak benetan orekatuta baleude, objektua lerro zuzen batean mugituko litzateke, zirkulu batean baino; 'oreka' errotazio-sistemetan erabiltzen den erosotasun matematiko bat besterik ez da.
Mitologia
Objektu bat 'hegan kanporatzen' da indar zentrifugoa indartsuagoa delako.
Errealitatea
Soka bat hausten denean, objektua ez da zuzenean erdigunetik urruntzen. Askapen puntuan zirkuluarekiko ukitzaile lerro zuzen batean mugitzen da, indar zentripetoa desagertu eta inertziak hartu duelako nagusitasuna.
Mitologia
Indar zentrifugoa ez da batere existitzen.
Errealitatea
«Fikziozkoa» deitzen den arren, fenomeno oso erreala da sistema ez-inertzialetan. Karusel batean dabilen norbaitentzat, kanpora bultzada neurgarria den efektua da, fisika erabiliz kontuan hartu behar dena, iturri fisikorik ez badu ere.
Mitologia
Objektu azkarrek bakarrik jasaten dituzte indar hauek.
Errealitatea
Mugimendu kurbatuan dauden objektu guztiek biak jasaten dituzte, abiadura edozein dela ere. Hala ere, formulan abiadura karratua denez, indar hauen intentsitatea izugarri handitzen da abiadura handitzen den heinean, eta nabarmenagoak dira abiadura handiko egoeretan.
Sarritan Egindako Galderak
Zer gertatzen da indar zentripetoa bat-batean gelditzen bada?
Indar zentripetoa desagertzen bada —adibidez, soka bat hausten bada—, objektuak berehala geldituko da zirkuluan mugitzeari. Inertzia dela eta, indarra gelditu zen unean jarraitzen zuen bidearekiko ukitzaile den lerro zuzen batean mugitzen jarraituko du. Ez da erradialki kanporantz mugitzen erdigunetik, jende askok espero duen bezala.
Nola erabiltzen ditu zentrifugatzaile batek indar horiek materialak bereizteko?
Zentrifugatzaile batek abiadura handian biratzen du, azelerazio zentripetu izugarria sortuz. Partikula dentsoagoek inertzia handiagoa dute eta indar zentripetu handiagoa behar dute zirkulu batean mugitzeko; likidoak ezin duenez beti hori eman, partikula dentsoagoek kanpoko paretetara 'migratzen' dute. Kanpora doan mugimendu hau indar zentrifugoaren efektu gisa hautematen da.
Espazioko grabitate artifiziala zentripetua ala zentrifugoa da?
Bi kontzeptuen konbinazioa da, zure ikuspuntuaren arabera. Biraka ari den espazio-estazio baten barrutik, "kanporako" indar zentrifugoak grabitatea imitatzen du zoruaren kontra bultzatuz. Kanpotik, estazioaren zoruak indar zentripetu bat ematen du, etengabe erdigunerantz bultzatzen zaituena, zirkulu batean mugitzen jarrai dezazun.
Zergatik dituzte errepideek kurba maldatsuak?
Errepideak maldatuta (okertuta) daude ibilgailuaren ohiko indarraren zati batek indar zentripetoan lagun dezan. Horrek murrizten du autoa bidean mantentzeko pneumatikoen marruskaduraren menpekotasuna soilik. Errepidea angeluan jarriz, ingeniariek autoaren pisua erabiltzen dute izkina segurtasunez hartzen laguntzeko.
Indar zentrifugoa inoiz "benetakoa" al da?
Fisikan, "benetako" indarrak bi objekturen arteko elkarrekintzaren ondorioz sortzen direnak dira. Indar zentrifugoa behatzailearen beraren sistemaren azeleraziotik sortzen denez, "fikziozko" gisa sailkatzen da. Hala ere, bere efektuak —ontzi bat biraka ari zaren bitartean besoan duzun tentsioa bezala— fisikoki neurgarriak dira eta oso errealak behatzailearentzat.
Indar zentripetoak lana egiten al du objektu batean?
Mugimendu zirkular uniformean, indar zentripetoak zero lana egiten du. Hau da, indarra beti desplazamenduaren norabidearekiko perpendikularra delako. Lana indarraren eta desplazamenduaren biderkadura norabide berean denez, eta hemen angelua 90 gradukoa denez, objektuaren energia zinetikoa konstante mantentzen da.
Zein da azelerazio zentrifugoaren eta zentripetuaren arteko aldea?
Azelerazio zentripetoa zirkuluaren erdigunerantz zuzendutako abiaduraren aldaketa-tasa erreala da. Azelerazio zentrifugoa biraka ari den sistema batean hautematen den azelerazio berdina eta kontrakoa da. Bietako bakoitzak v²/r balioa du, baina mugimendua ikuspuntu desberdinetatik deskribatzen dute.
Zergatik makurtzen dira bidaiariak kanporantz biratzen ari den autobus batean?
Bidaiariak kanporantz makurtzen dira inertzia dela eta. Autobusa barrurantz biratzen den heinean (pneumatikoen indar zentripetuak bultzatuta), bidaiarien gorputzak lerro zuzen batean bidaiatzen jarraitzen saiatzen dira. Autobusaren barruko bidaiarien ikuspuntutik, indar zentrifugo ikusezin batek kanpoko hormarantz bultzatzen dituela dirudi.
Epaia
Erabili indar zentripetua objektu bat orbitan mantentzearen edo kanpoko ikuspuntu batetik ibilbide bati jarraitzearen fisika aztertzerakoan. Aipatu indar zentrifugoa objektu edo pertsona batek biraka dabilen sistema baten barruan jasaten dituen sentsazioak edo tentsio mekanikoak deskribatzerakoan, hala nola G handiko bira batean dagoen pilotu batek.