Jít na vyhledávání

Fyzikální poradna

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu:

poradna@svetenergie.cz / nebo využij kontaktní formulář
30. 09. 2022
Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

Ilustrační fotografie (Zdroj: ©saquizeta / stock.adobe.com)

Působení odstředivé a dostředivé síly

Je možné něčím u země změřit, jestli tam působí odstředivá nebo i dostředivá síla? Děkuji. Draha

Ahoj Draho,

děkujeme za dotaz do naší poradny, myslím, že rozdíl mezi odstředivou a dostředivou silou může být nejasný více lidem a pokusím se tyto pojmy osvětlit. Velmi jednoduše by šlo odpovědět, že záleží na tom, odkud síly pozorujeme. Jedním ze základů fyziky je princip relativity (formulovaný Galileem a dále zpřesněný Einsteinem). Tento princip říká, že ve všech soustavách, které jsou buď v klidu, nebo se pohybují rovnoměrně přímočaře (nezrychlují), platí stejné fyzikální zákony. Toto tvrzení můžeme jednoduše potvrdit tím, že budeme pozorovat jakýkoliv jev v různých místech, tak tento jev dopadne vždy stejně. Jedinou výjimkou jsou místa, která zrychlují. Například míček na podlaze se sám od sebe nerozhýbe, pokud do něj nestrčíme. A jestli je podlaha u nás v domě, nebo ve vlaku, který jede stejnou rychlostí nebo v letadle které se také pohybuje stále stejně rychle není důležité. Vždy bude míček stát.

Pokud však zrychlujeme, uvidíme, že se míček začne pohybovat opačným směrem, než je směr zrychlení. To známe z auta či autobusu – pokud tento dopravní prostředek zrychlí, jsme namáčknuti do sedadla, pokud zpomalí, jsme tlačeni směrem k přednímu oknu. Pokud se na tuto situaci podíváme z vnějšku, je to v pořádku – cestující pokračuje ve stejném pohybu, zatímco dopravní prostředek zrychluje/zpomaluje. Pokud jsme v tomto dopravním prostředku, tak cítíme, že na nás působí síla, která nás tlačí buď do, nebo ze sedadla. Tuto sílu nazýváme setrvačnou a působí jen ve zrychlující soustavě (připomenu, že princip relativity platí jen v soustavách nezrychlujících).

Odstředivou sílu pozorujeme jen pokud jsme uvnitř otáčející se soustavy – např. na centrifuze, nebo když jedeme autem do zatáčky. Její směr je od středu otáčení ven, proto ji nazýváme odstředivou. Tato síla vzniká proto, že pohyb po kružnici (otáčení) je pohyb zrychlený a jak bylo uvedeno výše – v každé zrychlující soustavě působí síla, která má opačný směr, než je směr zrychlení.

Dostředivá síla je síla, která umožňuje pohyb po kružnici (otáčení) – jejím jediným účinkem je to, že mění směr pohybu (a tedy směr rychlosti). Tato síla má směr do středu otáčení, stejný směr má samozřejmě i příslušné (dostředivé) zrychlení. Kdyby tato síla přestala působit, tak by se těleso začalo pohybovat po přímce (např. žhavé kusy kovu při broušení, smyk v zatáčce či vrh diskem).

Abych se dostal k odpovědi – záleží na tom, odkud situaci pozorujeme. Jako příklad uvedu centrifugu – jako divák zvenčí vidím, jak konstrukce ramena centrifugy tlačí sedačku směrem do středu k motoru (jinak by sedačka odletěla), jako návštěvník této atrakce budu pociťovat, jak mě odstředivá síla tlačí do sedačky (ven) (a osobně budu mít problém s udržením žaludku v klidu).

Doufám, že se mi podařilo problematiku odstředivé a dostředivé síly alespoň trochu osvětlit a omlouvám se délku odpovědi – snažil jsem se poodkrýt celou problematiku, neboť vím, že dělá problém i některým vyučujícím fyziky, neboť nesprávně tvrdí, že tyto dvě síly jsou akcí a reakcí. Toto tvrzení je v principu špatné. Ale to třeba jindy.

Vrátit se nahoru