Kaj je centripetalna sila?

Sila, ki je potrebna za držanje premikajočega se predmeta na krožni poti, se imenuje centripetalna sila. Beseda centripetal izvira iz latinskih besed za “center”, center in “nagib k” petere. Posledično sledi, da je centripetalna sila sila, ki potiska predmet proti središču. Če ga ne bi bilo, bi predmet ohranil svoje gibanje v ravni črti.

Centripetalno silo pogosto opazimo pri vožnji avtomobila. Na primer, če se avto pelje po ravni in ravni cesti s konstantno hitrostjo, ga uravnoteži sila ceste, navor motorja pa uravnoteži sile, ki jih ustvarjata trenje in veter. V tem primeru je avtomobil v ravnotežju in centripetalna sila je nič. Če se avto približa ovinku, mora biti cesta zasnovana tako, da kompenzira ovinek. Cesta mora zagotavljati dodatno silo, da lahko avtomobil zaokroži ovinek in ne nadaljuje po ravni poti.

Številne ceste so zasnovane tako, da so dvignjene na skrajnem zunanjem robu. S tem se ustvari sila, ki zadrži avtomobile na ovinkasti cesti. Dvignjeno ali nabočeno cesto je mogoče jasno opaziti na dirkališčih, ki se uporabljajo za kolesarjenje, ali na krožnih dirkalnih stezah NASCAR®.

Gledanje satelita skozi teleskop je eden od načinov za prikaz delovanja centripetalne sile. Satelit sledi orbiti okoli Zemlje. V tem primeru je centripetalna sila gravitacijska privlačnost med Zemljo in satelitom, saj bi brez nje satelit potoval le v ravni črti. Enako teorijo lahko uporabimo tudi za centripetalno silo, ki drži planete v orbiti okoli sonca. Pri planetih silo namesto Zemlje dovaja Sonce.

Obstajajo enostavni načini za ogled centripetalne sile pri delu z eksperimentiranjem doma. Na primer, vzemite prozoren balon in v balon položite kovanec. Nato napihnite balon z usti, tako da je moten na obeh koncih in jasen v sredini. Če je ves balon čist, ima preveč zraka. Z eno roko primite balon za vrat in ga začnite vrteti okoli in okrog.

Sprva se lahko zdi, da kovanec skače v notranjosti balona. Sčasoma se bo zakotalil v balonu, podobno kot kolesar, ki se vozi po dirkalni stezi. Ko se začne, naj kovanec kroži po notranjosti balona pol minute ali več. To je centripetalna sila.