Κεντρική Δύναμη

Η κεντρική δύναμη είναι μια ακτινική δύναμη της οποίας το μέγεθος είναι ανάλογο με την απόσταση από την πηγή. Η βαρυτική δύναμη, η ηλεκτροστατική δύναμη και η δύναμη του ελατηρίου είναι παραδείγματα δυνάμεων του πυρήνα. Στην κλασική μηχανική, η κεντρική δύναμη ορίζεται ως η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο που συγκεντρώνεται κατά μήκος της γραμμής μεταξύ του αντικειμένου και της αρχής. Οι ιδέες που συνδέουν την κεντρική δύναμη με τη γωνιακή ορμή είναι οι εξής:

Θεωρία 1:Το αντικείμενο πρέπει να αντιμετωπίζεται μόνο με την κεντρική δύναμη προκειμένου να διατηρηθεί η γωνιακή του ορμή.

Θεωρία 2:Ένα αντικείμενο πρέπει να υποβάλλεται σε κεντρική δύναμη μόνο εάν θέλει να κινηθεί σε επίπεδο.

Κεντρική δύναμη

Κεντρική δύναμη είναι μια δύναμη που δείχνει προς την (θετική ή αρνητική) ακτινική κατεύθυνση r και της οποίας το μέγεθος καθορίζεται αποκλειστικά από την απόσταση r από την αρχή Fr=FrrΗ τρισδιάστατη ιδέα της ακτινικής απόστασης (προς την αρχή) και της κατεύθυνσης ( κατεύθυνση της αύξησης r) είναι πλήρως συγκρίσιμη με τη δισδιάστατη περίπτωση. Η (γενική) Νευτώνεια βαρύτητα και η δύναμη Coulomb) μεταξύ δύο φορτισμένων αντικειμένων είναι δύο αξιοσημείωτα παραδείγματα κεντρικών δυνάμεων.

Η ηλεκτρική δύναμη είναι ένα ωραίο παράδειγμα μιας κεντρικής δύναμης που μπορεί να γνωρίζετε ήδη:αν τοποθετήσω ένα φορτίο Q στην αρχή, η δύναμη σε ένα δεύτερο φορτίο q που κάθεται στο σημείο είναι  r:

Η πρωταρχική δύναμη στη φυσική ορίζεται από ποικίλα φυσικά φαινόμενα. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:Ο ήλιος περιστρέφεται γύρω από τους πλανήτες.

Φυσικοί δορυφόροι που πετούν σε όλο τον κόσμο.

Όσον αφορά την ταχύτητα μεταξύ δύο φορτισμένων σωματιδίων.

Κινήσεις στην κεντρική δύναμη

Οριοθετημένη κίνηση:Το κενό μεταξύ παρακείμενων σωμάτων ή αντικειμένων έχει παρόμοια τιμή σε αυτήν την κίνηση και δεν υπερβαίνει ποτέ τις καθορισμένες τιμές. Η κίνηση των πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου κίνησης.

Απεριόριστη κίνηση:Το κενό μεταξύ δύο σωμάτων ή αντικειμένων είναι άπειρο στο αρχικό και στο τελικό στάδιο αυτής της κίνησης. Η διασπορά των σωματιδίων άλφα στο πείραμα του Ράδερφορντ είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου κίνησης.

Εξήγηση της κεντρικής δύναμης

Όταν η δύναμη μεταξύ δύο σωμάτων κατευθύνεται κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τα κέντρα μάζας των δύο σωμάτων, ονομάζεται κεντρική δύναμη. Η έρευνα για την κίνηση της κεντρικής δύναμης είναι ζωτικής σημασίας στη φυσική, καθώς οι περισσότερες από τις φυσικές δυνάμεις που μαθαίνουμε είναι αυτού του τύπου, συμπεριλαμβανομένων των βαρυτικών, ηλεκτροστατικών και ορισμένων πυρηνικών δυνάμεων.

Η κεντρική δύναμη είναι η δύναμη που δρα κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τα κέντρα δύο οντοτήτων που αλληλεπιδρούν. Η κατεύθυνση μιας κεντρικής δύναμης είναι πάντα μακριά από ένα σταθερό σημείο και προς το κέντρο. Στην κλασική μηχανική, η κεντρική δύναμη ορίζεται ως η δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο που συγκεντρώνεται κατά μήκος της γραμμής μεταξύ του αντικειμένου και της αρχής. Το μέγεθος της κεντρικής δύναμης ορίζεται αποκλειστικά από την απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του κέντρου.

Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν πλανήτες και κομήτες που περιστρέφονται γύρω από ένα αστέρι, δορυφόρους σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη, δυαδικά αστέρια και κλασική σκέδαση ατόμων ή υποατομικών σωματιδίων. Αν και η κβαντομηχανική απαιτείται για την πλήρη κατανόηση των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων, μια κλασική μελέτη των δυνάμεων του πυρήνα μπορεί να αποφέρει πληθώρα γνώσεων ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση.

Παραδείγματα κεντρικών δυνάμεων

Πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον ήλιο, φυσικοί δορυφόροι που περιστρέφονται γύρω από τη γη, δύο φορτισμένα σωματίδια που κινούνται μεταξύ τους, Βαρυτική Δύναμη και Κίνηση Βλημάτων, Ηλεκτροστατικές, Μαγνητοστατικές Δυνάμεις και Απλή Αρμονική Κίνηση είναι όλα παραδείγματα φυσικών γεγονότων που ορίζουν την κεντρική δύναμη στη φυσική. /P>

Συμπέρασμα

Η κεντρική δύναμη είναι μια ακτινική δύναμη της οποίας το μέγεθος είναι ανάλογο με την απόσταση από την πηγή. Κεντρική δύναμη είναι μια δύναμη που δείχνει προς την (θετική ή αρνητική) ακτινική κατεύθυνση r και της οποίας το μέγεθος καθορίζεται αποκλειστικά από την απόσταση r από την αρχή Fr=Frr. Οριοθετημένη κίνηση:Το κενό μεταξύ παρακείμενων σωμάτων ή αντικειμένων έχει παρόμοια τιμή σε αυτήν την κίνηση και δεν υπερβαίνει ποτέ τις καθορισμένες τιμές. Η κίνηση των πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου κίνησης. Απεριόριστη κίνηση:Το κενό μεταξύ δύο σωμάτων ή αντικειμένων είναι άπειρο στο αρχικό και στο τελικό στάδιο αυτής της κίνησης. Η διασπορά των σωματιδίων άλφα στο πείραμα του Ράδερφορντ είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου κίνησης. Η κεντρική δύναμη είναι η δύναμη που δρα κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τα κέντρα δύο οντοτήτων που αλληλεπιδρούν.