Центростремительное ускорение, см. ниже

Question

Почему возникает центростремительное ускорение? Силы в том направлении не действует с чего это вдруг оно должно взяться, например машина резко заворачивает на повороте, есть центростремительное ускорение но откуда? Ведь по сути ускорение должно идти по касательной?

Answer 1

Все наоборот: на машину подействовала центростремительная сила, и поэтому машина поворачивает. Ускорение, направленное по касательной (тангенсальное ускорение) , тоже при этом может быть.

Answer 2

Это скорость по касательной, а ускорение как раз к центру. Поэтому оно и центростремительное. Возникает оно потому что какая-то сила действует на тело, заставля его двигаться по окружности.

Answer 3

Центростремительное ускорение возникает из-за изменения направления вектора скорости. Даже если тело движется равномерно по окружности, его скорость постоянно меняет своё направление.

Answer 4

Если не действуют силы, то и ускорение не появится. На все в мире ВСЕГДА есть причина!
Центростремительное ускорение работает не по касательной, а по радиусу. Оно направлено к центру - поэтому так и называется. В случае с поворачивающей машиной - повернутые передние колеса заставляют е двигаться по дуге. Инерция (неотъемлемое свойство любой массы) - стремится сохранить траекторию прямой. Возникает противоборство - трение о землю стремится утянуть машину вбок, а инерция - не позволить этого. Если сцепление с землей достаточное - трение побеждает в этой борьбе и тянет машину вбок. ЭТО - и есть причина центростремительного ускорения. Сила, приложенная к автомобилю со стороны земли, через посредство силы трения.

Answer 5

Ускорение это изменение скорости. Очевидно, что вектор скорости непрерывно меняет направление при движении по окружности (хоть и сохраняет модуль) , а значит ускорение-изменение ненулевое. Ускорению должна сответствовать сила. Она есть. Именно она держит объект на круговой траектории. Разорви эту сцепку и объект тут же пойдет по прямой.

Answer 6

Вы правы, что на первый взгляд ситуация с центростремительным ускорением может показаться парадоксальной. С одной стороны, интуитивно понятно, что для изменения направления движения требуется сила, действующая в этом направлении. С другой стороны, машина на повороте испытывает центростремительное ускорение, направленное к центру поворота, хотя внешня сила, как кажется, действует перпендикулярно этому направлению, по касательной к траектории.
На самом деле, центростремительное ускорение возникает не из-за действия одной силы, а из-за результирующей нескольких сил, которые не обязательно направлены строго к центру.

Разберем на примере машины:

 Сила трения: При повороте шины автомобиля трутся о дорогу, создавая силу трения, направленную внутрь поворота.
 Сила реакции опоры: Дорога оказывает на шины силу реакции опоры, направленную вверх, перпендикулярно поверхности.

Векторная сумма этих двух сил и является результирующей силой, которая заставляет автомобиль двигаться по кривой траектории, создавая центростремительное ускорение.

Важно отметить, что:

 Сила трения играет ключевую роль. Без достаточной силы трения машина просто не сможет повернуть, а будет двигаться по прямой.
 Величина центростремительного ускорения зависит от скорости машины и радиуса поворота: чем выше скорость и меньше радиус, тем больше ускорение.
 Если сила трения недостаточна, машина может поскользнуться и вылететь с дороги.

Таким образом, центростремительное ускорение возникает не из-за действия одной силы, направленной к центру, а из-за результирующей нескольких сил, которые могут иметь разные направления.