نیروی مرکزگرا (Centripetal Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی مرکزگرا (Centripetal Force) :
نیروی مرکزگرا نیرویی است که باعث می شود یک جسم در یک مسیر دایره ای حرکت کند. کلمه "مرکزگرا" به معنای "جستجوی مرکز" است و این نیرو همیشه به سمت مرکز دایره حرکت اعمال می شود. توجه به این نکته ضروری است که نیروی مرکزگرا یک نیروی جدید و مجزا نیست، بلکه نقشی است که هر یک از نیروهای دیگر می توانند ایفا کنند.
برای مثال، وقتی ماه به دور زمین می چرخد، نیروی گرانش زمین نقش نیروی مرکزگرا را ایفا می کند و ماه را از رفتن به فضا بازمی دارد. وقتی ماشینی در یک پیچ جاده می پیچد، نیروی اصطکاک بین لاستیک ها و جاده نقش نیروی مرکزگرا را دارد. وقتی سنگی را به انتهای یک نخ می بندید و به دور سر می چرخانید، نیروی کشش نخ نقش نیروی مرکزگرا را بازی می کند.
مقدار نیروی مرکزگرای لازم برای نگه داشتن یک جسم با جرم
\[ m \]در یک مسیر دایره ای به شعاع
\[ r \]با سرعت خطی
\[ v \]از رابطه زیر به دست می آید:
\[ F_c = \frac{m v^2}{r} \]همچنین می توان آن را بر حسب سرعت زاویه ای (Angular Velocity)
\[ \omega \]به صورت
\[ F_c = m \omega^2 r \]نوشت. اگر این نیروی لازم تأمین نشود، جسم از مسیر دایره ای خارج شده و به صورت مماس بر دایره حرکت خواهد کرد (اصل گرانش به دور از مرکز یا Centrifugal Force که یک نیروی مجازی در دستگاه شتاب دار است).
