כוח צנטריפוגלי

בפיזיקה, כוח צנטריפוגלי (מלטינית: "בורח מהמרכז") הוא "כוח מדומה" שנראה במערכת מסתובבת ומכוון החוצה ממרכז הסיבוב.

כאשר גוף בעל מסה m נע בתנועה מעגלית ברדיוס r, גודלה של המהירות הקווית לא משתנה, אך כיוונה משתנה. שינוי הכיוון גורם לתאוצה רדיאלית כלפי המרכז. מצד אחד יש את הנטייה של הגוף להתמיד בתנועה ישרה בכיוון המשיק למעגל, וזה גורם להרגשה של דחיפה החוצה, זוהי התנועה שמקושרת לכוח הצנטריפוגלי. במובן הזה כוח זה הוא מקרה פרטי של כוח ד'לאמבר.

כדי שתהיה תנועה מעגלית חייב להיות כורח ממשי שמושך כלפי המרכז. כוח זה נקרא כוח צנטריפטלי. הכוח הצנטריפטלי אינו כוח מדומה; הוא פועל פנימה, ניצב למהירות, ומשנה רק את כיוון המהירות ולא את גודלה.

ביטוי נפוץ לגודל הכוח הצנטריפוגלי הוא F = m v^2 / r = m ω^2 r, כאשר m היא מסת הגוף, v היא מהירות קווית, r הוא רדיוס הסיבוב ו-ω היא המהירות הזוויתית.

דוגמאות יום־יומיות הן התחושה של דחיפה החוצה בקרוסלה או דחיפה כלפי דלתות המכונית בסיבוב. ככל שהמהירות גדולה יותר, כך הכוח הצנטריפוגלי חזק יותר, ולכן קשה יותר להישאר במעגל בלי להידחף החוצה.

רבים נמנעים מלדבר על כוח צנטריפוגלי כי הוא "כוח מדומה". "כוח מדומה" פירושו שכוח זה מופיע במערכות ייחוס מסתובבות ולא במערכות ייחוס אינרציאליות, שבהן אין תאוצות כלל. עם זאת, הכוח הצנטריפוגלי ניתן למדידה במערכת מסתובבת ויכול לבצע עבודה שם. לכן הוא אינו "לא קיים" אלא תלוי במסגרת שבה בוחנים את התנועה. למשל, שימוש במסגרות מסתובבות מקובל בהנדסה ובמדע, והכוח הצנטריפוגלי משפיע על הערכת תאוצת הכובד היעילה על פני כדור הארץ לפי קו הרוחב.

כוח צנטריפוגלי הוא התחושה שדוחפת אותך החוצה כשאתה מסתובב.

כשגוף נע במעגל, הוא רוצה ללכת בקו ישר. קו ישר זה הוא כיוון המשיק. כי הוא רוצה ללכת ישר, אנחנו מרגישים שמושכים אותנו החוצה.

כדי שהגוף ימשיך להסתובב צריך כוח שמושך פנימה. כוח זה נקרא כוח צנטריפטלי. כוח צנטריפטלי הוא כוח אמיתי שמושך אל מרכז המעגל.

דוגמאות: בקרוסלה אתה מרגיש דחיפה החוצה. ברכב בפנייה אתה נלחץ לצדד. כשמסתובבים מהר, התחושה החזקה יותר.

מכנים את זה "כוח מדומה". "כוח מדומה" אומר: זה נראה כשאתה בתוך מערכת מסתובבת. גם אם הוא "מדומה", אפשר להרגיש אותו ולמדוד אותו. הכוח הזה גם משנה מעט את המשקל על פני כדור הארץ לפי המקום בו אתה נמצא.