Fizika centrifugalnih sil

Centrifugalna sila, izmišljena sila, značilna za delce, ki se gibljejo po krožni poti, ki ima enako velikost in dimenzije kot sila, ki delček zadrži na svoji krožni poti (centripetalna sila), vendar kaže v nasprotni smeri.

mehanika: centrifugalna sila

Če so Newtonovi zakoni resnični v katerem koli referenčnem okviru, so po načelu galilejske relativnosti resnični tudi v katerem koli drugem okviru

Kamniti vrtinec v vodoravni ravnini na koncu vrvice, privezan na drog na tleh, neprestano spreminja smer svoje hitrosti in zato pospešuje proti drogu. Ta pospešek je enak kvadratu njegove hitrosti, deljenem z dolžino niza. Po Newtonovem drugem zakonu pospešek povzroči sila, ki je v tem primeru napetost v vrvici. Če se kamen premika s konstantno hitrostjo in je težo zanemarjeno, je napetost navpične vrvice edina sila, ki deluje na kamen. Če se vrvica zlomi, bo kamen zaradi vztrajnosti nadaljeval v ravni črti, ki se dotika prejšnje krožne poti; ne premika se v zunanjo smer, kot bi bilo, če bi bila centrifugalna sila resnična.

Čeprav po Newtonovih zakonih ni dejanske sile, je koncept centrifugalne sile uporaben. Na primer, ko analiziramo obnašanje tekočine v kremnem separatorju ali centrifugi, je priročno preučiti vedenje tekočine glede na vrtljivo posodo, ne pa glede na Zemljo; in da bi bili Newtonovi zakoni uporabni v takšnem vrtečem se referenčnem okviru, je treba v enačbe gibanja vključiti inercijsko silo ali fiktivno silo (centrifugalna sila), enaka in nasprotna centripetalni sili. V referenčnem okvirju, pritrjenem na vrtinčasti kamen, je kamen v mirovanju; za zagotovitev uravnoteženega sistema sil mora biti vključena navzven delujoča centrifugalna sila.

Centrifugalna sila se lahko poveča s povečanjem hitrosti vrtenja ali mase telesa ali z zmanjšanjem polmera, kar je oddaljenost telesa od središča krivulje. Povečanje mase ali zmanjšanje polmera poveča centrifugalno silo v neposrednem ali obratnem razmerju, vendar s povečanjem hitrosti vrtenja poveča v sorazmerju s kvadratom hitrosti; torej 10-kratno povečanje hitrosti, recimo od 10 do 100 vrtljajev na minuto, centrifugalno silo poveča za faktor 100. Centrifugalna sila se izrazi kot večkratnik g, simbol normalne gravitacijske sile (strogo gledano, pospešek zaradi gravitacije). Centrifugalna polja z več kot 1.000.000.000 g so v laboratoriju izdelala naprave, imenovane centrifuge.