«

»

Jan 06 2011

Ce-a fost mai întîi, forța sau accelerația?

Întrebarea de mai devreme a Măriucăi i-a adus aminte lui Tata Uraniu despre confuzia frecventă între forțele centripetă și centrifugă și mai ales despre ciudățeniile ăsteia din urmă. Deci, în cele ce urmează, o să povestim un pic cum e cu forțele inerțiale, care nu există, dar se simt. Hai să ne imaginăm un obiect în rotație. De exemplu, un miel pe care noi l-am făcut aeropurtat prin intermediul unei sfori ținute în timp ce ne învîrtim. OK, fie, mieii sînt simpatici și gustoși, să facem avion un cîine maidanez. Asupra javrei noastre (de fapt, a comunității, fir-ar ei să fie de miloși!) se exercită o forță, numită centripetă (din latinește, „care caută centrul“), prin intermediul sforii (vezi desenul). Pentru că, altfel, conform primei legi a lui Newton, aia cu inerția, cîinele și-ar continua mișcarea rectilinie și uniformă în direcția vitezei v. În cazul unei sfori, forța care acționează asupra cîinelui e forța din brațul nostru, transmisă prin intermediul sforii întinse. Conform celei de-a doua legi a lui Newton, forța asta creează o accelerație asupra cîinelui (accelerația înseamnă variația vectorului viteză în timp, deci se manifestă nu doar prin creșterea/scăderea vitezei, ci și prin modificarea direcției acesteia). Din punctul nostru de vedere, asta e singura forță care acționează asupra jigodiei și, dacă ne învîrtim constant, cîinele va avea aceeași viteză tangențială v, a cărei direcție se schimbă constant din cauza forței de tensiune din fir. Pe de altă parte, dacă și cîinii au puncte de vedere, în sistemul lui de referință el stă pe loc. Și atunci, conform aceleiași prime legi a lui Newton, în propriul sistem ar trebui să existe o forță care contrabalansează efectul tensiunii cu care-l trage sfoara spre centru. Este o forță fictivă, inerțială, de fapt o consecință a luptei dintre inerția patrupedului, care l-ar face să plece după viteza v, și accelerația provocată de către sfoara întinsă. Ăsteia i se spune forță centrifugă și în sistemul nostru de referință, inerțial (adică fără accelerație), nu există. Ca dovadă, odată ce dăm drumul sforii, cîinele nu va decola radial, spre exterior, ci va urma direcția vitezei din momentul respectiv, deci tangențial la orbita sa circulară. Forțele astea fictive apar doar în sisteme de referință care se mișcă accelerat, iar în sistemele respective ele sînt simțite! De exemplu, la un parc de distracții, le puteți simți dacă intrați în butoaiele alea care se învîrt în jurul axei proprii: forța centrifugă vă va ține lipiți de perete. În acel caz, inerției corpului vostru i se opune peretele butoiului, care vă constrînge să vă deplasați într-un cerc. Și, de fapt, pe același principiu se bazează ideea de gravitație artificială obținută prin rotirea stațiilor orbitale în jurul propriei axe. Există, totuși, și o forță centrifugă reală, numită reactivă, dar ea nu apare asupra cîinelui, ci asupra sforii cu care e ținut, conform celei de-a treia legi a lui Newton, aia cu acțiunea și reacțiunea: sfoara acționează cu forța centripetă asupra cîinelui, deci el va acționa asupra sforii cu o forță egală și de sens contrar, întinzînd-o.

Notă pentru Brigitte Bardot: în acest text, nici un maidanez nu a fost chinuit decît dacă a dovedit inerție la schimbare (de direcție), și doar prin intermediul unor forțe care nu există.

Sursa cartoon-ului: XKCD webcomic

8 comments

Skip to comment form

  1. cruela de vila

    deci n-am pierdut vremea sa citesc ce zici tu aici, da io, atat itzi spun: ai grija cu acceleratzia, ca vine fortza de ordine shitz’ ia bunatate de carnet!
    fortza fie cu tine!( am citat din batranul (gutza) yodda ) :mrgreen:
    ( acceleratzia lasa-mi-o mie, ca am pile la politzie :mrgreen: )

  2. Mostrofontz

    Ah, ce-mi placeau mie cucoanele Veta Centripeta si Zvarluga Centrifuga… Le-am cam uitat, ca nu le-am mai sunat de mult, da’ bine ca-mi aminti de ele Tata…

  3. Mostrofontz

    Bai, acuma vazui io ceva: la Pokemonu’ ala de-l desenai tu acolo pe post de invartitoare de potai (ma rog, asa zici tu, ca ala e catel… :D), gogosile alea de la jumatea betelor alora ce joaca rol de maini sunt muschi?

  4. Tata Uraniu

    @Mostrofontz: haha, sînt bicepși. 8) Ce, fizicienii care învîrt cîini n-au voie să aibă și ei brandul lor?

  5. Mostrofontz

    Hopa! Cum faci de bagi diacritice? Zi si mie, nu ma lasa in bezna nestintei, lumineaza-ma!

  6. Tata Uraniu

    Hopa, simplu! am diacritice pe tastatura Macului, am setat input-ul să fie pe tastatură românească și – padabum- merge. No biggie.

  7. catalin

    Haha, imi place! Eram la articolul celalalt, ca ma interesa chestia cu pestii si dinamita cind am vazut ca l-ai pus pe asta. Am citit titlul si m-am gindit imediat ca forta centripeta e atunci cind iti bati nevasta cu motanu’ ud.

  8. madalina

    :D :P :lol:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

:D :-) :( :o 8O :? 8) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :wink: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: