Что такое центробежная сила?

Question

Я не могу понять, это сила инерции или не сила инерции. Она есть или е нет. Вот пример: вращается Земля. На е экваторе вес тела, скажем, меньше, чем вес того же тела на полюсе. Почему? (допустим, Земля - однородная сфера и т. п. )

Answer 1

Центробежная сила — сила, с которой движущаяся материальная точка действует на тело (связь) , стесняюще свободу движения точки и вынуждающе её двигаться криволинейно.

Answer 2

Это сила, которая сдерживает в центре тело, движущеся по траектории в виде окружности. А что касаемо вашего второго вопроса, почему на экваторе Земли вес тела меньше, так это тоже из-за центробежной силы. Центробежная сила, направленная вверх, частично компенсирует вес тела, поэтому оно становится как бы легче.

Answer 3

Это именно инерция, в чистом виде. Все зависит от того, из какой системы отсчета ты ведешь наблюдение. Если ты неподвижен и наблюдаешь за вращением какого-то тела - тебе не составляет труда понять, что именно инерция старается разорвать это тело на части, потому что любая его точка стремится двигаться по прямой линии, а е вынуждают заворачивать по кругу. Конечно инерция, это же очевидно неворуженным глазом
Но если ты ведешь наблюдение, сам находясь на вращающемся теле, и вращаясь вместе с ним - тогда центробежная сила выглядит для тебя самостоятельной и даже беспричинной. Стоишь, например, на полу плавно вращающейся комнаты. Кладешь на пол мячик - и он ни с того ни с сего начинает укатываться к стенке, да еще и с ускорением. Какая сила его тянет? С твоей точки зрения - это и будет называться центробежной силой.
Хуже того, мячик от тебя покатится еще и по кривой линии, заворачивая в сторону. Это (с твоей точки зрения, опять-таки) будет называться силой Кориолиса. А при взгляде извне, с неподвижной точки отсчета - это опять будет действием инерции.

Answer 4

Пример с весом тела на экваторе - идельный случай, чтобы понять, как это работает.

Итак, как вы сказали, Земля вращается. Это значит, что тела, расположенные на ней, движутся по окружностям. Значит, они не движутся прямолинейно и равномерно, следовательно, вы не можете использовать инерциальные системы отсчёта (ИСО) для описания их движения, хотя и сами двигаетесь вместе с ними.

Приходится использовать неинерциальные системы отсчёта. А в них появляются фиктивные силы - например, центробежная сила, или сила Кориолиса, например.

В то же время, если посмотреть на такое движение из инерциальной системы отсчёта (например, связанной с центром Солнца) , то будет видно, что тело, находящеся на поверхности Земли, описывает круговую траекторию, из за того, что на него действует сила тяготения Земли и вес тела. И именно разность этих двух сил и искривляет траекторию тела, приводя к круговой траектории.

Итого - действуют только две силы, причём в противоположном направлении. Их разность, заставляющая тело двигаться по окружности, можно назвать центростремительной силой. Так картина выглядит при использовании инерциальной СО. Достаточно несложно.

А вот если вы перейдёте в неинерциальную систему, что интуитивно мы все делаем, так как сами вращаемся вместе с телом на экваторе, то вдруг получается, что тело лежит, ничего не делает, но каким-то образом притягивается к Земле недостаточно. Будто бы оно оттягивается от центра вращения какой-то силой. Эту кажущуюся силу и называют центробежной. По модулю она равна центростремительной.