Центростремительная и центробежная сила

Коротко: Чтобы тело двигалось по окружности, его должна постоянно тянуть к центру сила — центростремительная. Центробежная сила, которую чувствуешь, например, на карусели, — это инерция собственного тела, которое стремится лететь прямо.

Подробнее: По закону инерции тело, на которое не действуют силы, продолжает двигаться прямолинейно. На повороте направление приходится всё время менять. Необходимая для этого сила растёт с массой и с квадратом скорости и тем больше, чем круче поворот.

Подробности

• Откуда берётся сила: У автомобиля на повороте центростремительную силу создаёт трение шин, у мяча на верёвке — натяжение верёвки, у Луны — притяжение Земли.
• Центробежная сила как кажущаяся: Пассажиру кажется, что его прижимает наружу. Если смотреть со стороны, тело просто хочет двигаться прямо, а транспорт под ним поворачивает.
• Вдвое быстрее: Если проехать тот же поворот вдвое быстрее, нужна вчетверо большая сила. Поэтому слишком быстрые повороты так опасны, особенно в дождь и гололёд.
• Если силы нет: Если верёвка рвётся или трения не хватает, тело продолжает движение по касательной, то есть прямо по направлению движения, а не прямо наружу.
• Отжим в стиральной машине: Барабан удерживает бельё на круговой траектории, а вода может уйти прямо через отверстия. Так бельё отжимается.
• Центрифуга: В лабораториях центрифуги разделяют вещества разной плотности, например компоненты крови, потому что более тяжёлые частицы сильнее смещаются наружу.
• Наклон виража: Гоночные трассы, велотреки и железнодорожные пути на поворотах наклонены. Тогда часть силы тяжести помогает создать необходимую силу к центру.
• Спутники: Спутник постоянно падает на Землю, но движется так быстро, что всё время «промахивается» мимо неё. Здесь роль центростремительной силы играет притяжение.
• Связи: В быту нужную силу часто обеспечивают тяготение и трение (schwerkraft-und-freier-fall, reibung-im-alltag, satelliten-und-iss).