Dostředivá síla

V kinematice byl popsán pohyb hmotného bodu po kružnici. Při rovnoměrném pohybu hmotného bodu po kružnici má rychlost hmotného bodu stále stejnou velikost, ale mění se její směr. V důsledku toho má hmotný bod dostředivé zrychlení , pro jehož velikost platí , kde r je poloměr kružnice, v velikost rychlosti hmotného bodu a jeho úhlová rychlost.

Podle druhého Newtonova zákona je příčinou zrychlení hmotného bodu vždy nějaká síla, která má stejný směr jako zrychlení. V tomto případě se jedná tedy o sílu dostředivou , pro jejíž velikost platí .

Zkuste si na vodorovný stůl položit kuličku a opatrně do ní cvrnknout prstem. A přitom na ní působit silou tak, aby se kulička pohybovala po kružnici. Není to lehké …

Směr dostředivé síly je kolmý na směr okamžité rychlosti hmotného bodu. Jejím pohybovým účinkem na hmotný bod je změna směru rychlosti hmotného bodu a zakřivení jeho trajektorie do tvaru kružnice.

Dostředivá síla může mít původ v libovolném vzájemném silovém působení dvou těles. Tato síla může být realizována:

1. tahovou silou

Přivažte na kousek provázku kuličku (ping-pongový míček, …), provázek jedním prstem přimáčkněte ke stolu a druhou rukou uveďte kuličku (míček) do pohybu. Aniž byste to chtěli, bude se kulička (míček) pohybovat po kružnici.

2. gravitační silou - pohyb družic kolem Země, pohyb planet kolem Slunce, …

3. magnetickou silou - vychylování elektronů v obrazovce televizoru, …

4. …

Přestane-li dostředivá síla na těleso působit, pohybuje se těleso dále ve směru tečny ke kružnici

Jiskry odlétající od brusného kotouče, hod kladivem, vrh koulí, …

Působí-li na těleso, které koná rovnoměrný pohyb po kružnici, více sil, je dostředivá síla výslednicí všech těchto sil.

Na sedačku kolotoče zobrazenou na obr. 49 působí tíhová síla a tahová síla lana . Výslednicí těchto dvou sil je síla dostředivá , která způsobuje pohyb sedačky po kružnici.

Obr. 49