KESKUSTELU

Keskipakoisvoima on usein pontevasti julistettu pannaan, mutta, jos asun umpinaisessa pyörivässä karusellissa, voin mitata voiman, joka suuntautuu elämäni joka hetki keskipisteestä pois päin jokaiseen käsittelemääni esineeseen. Miksi en siis ottaisi käyttöön käsitettä "keskipakoisvoima" kuvaamaan omaa elämääni? Mutta, miten tikanheitto sujuu tässä karusellissa?

Entä jos ollaan ulkoavaruudesssa donitsin muotoisessa avaruusaluksessa johon luodaan keinotekoinen painovoima antamalla avaruusalukselle tietty kulmanopeus. Alukseen tehdään tenniskenttä, joka on sekantti avaruusaluksen kehälle. Kummalla puolella kannattaisi pelata pyörimissuuntaan nähden?

Reaktiivinen keskipakoisvoima toki on olemassa. Esimerkiksi pyöritettäessä palloa narun päässä tasaisella kulmanopeudella, naru vetää palloa tietyllä (keskeis)voimalla kohti ympyräradan keskipistettä, ja vastaavasti pallo vetää narua poispäin ympyräradan keskipisteestä yhtä suurella mutta vastakkaismerkkisellä (reaktiivisella keskipakois)voimalla.

http://en.wikipedia.org/wiki/Reactive_centrifugal_force

Sen sijaan pyörivässä koordinaatistossa esiintyvä (ei-reaktiivinen) keskipakoisvoima ei voiman määritelmän nojalla ole voima vaan näennäisvoima (pseudovoima, hitausvoima, d'Alembertin voima).

http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuga ... ence_frame)
http://en.wikipedia.org/wiki/Fictitious_force

Ei koordinaatiston valinta muuta voimaa toiseksi. Nopeudet ja paikat riippuvat koordinaatiston valinnasta mutta eivät voimat. Reaktiivinen keskipakovoima vaikuttaa karusellissa pyörivään kappaleeseen tarkastelet sitä inertiaalisessa tai pyörivässä koordinaatistossa.

Reaktiivinen keskipakoisvoima toki vaikuttaa kaikissa koordinaatistoissa, kuten kaikki muutkin todelliset voimat. Näennäisvoimat puolestaan ovat koordinaatiston valinnasta riippuvaisia, ja niiden suuruus riippuu koordinaatiston kiihtyvyydestä.

Tuollaisessa pyörivässä koordinaatistossa voi ihan oikeasti puhua keskipakoisvoimasta. Se onkin ainoa tapaus, jossa se on mahdollista.

Puhekielen "keskipakoisvoima" on vain nurinperin väännetty voima, jolla kappaleen liikettä muutetaan esim. ympyräliikkeessä (jolloin kappaleeseen vaikuttaa suoraan ympyrän keskipisteeseen suuntautunut voima, joka pitää sen ympyräradalla).

Ihmiset kun tuntevat vain sen kappaleen liikkeen muuttamiseksi tarvittavan voiman "vastaparin" ja kuvittelevat, että kappale suuntaa heihin jonkin "keskipakoisvoiman"

_________________
Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

Väärin, ei se ole mitään kuvitelmaa vaan sinullekin asia on näköjään väärin opetettu. Jos pyörität moukaria, vedät moukarin vaijeria keskihakuvoimalla ja moukari vetää vaijeria toisesta päästä keskipakovoimalla. Vai uskotko vaijerin pysyvän kireällä, jos toisessa päässä ei ole moukaria lainkaan.

Oikein paitsi että miksi ylipäätään puhutaan näennäisvoimista. Jos jokin on näennäistä niin koordinaatistot itse. Koordinaatisto voidaan valita tarpeen mukaan mutta tuo valinta ei vaikuta voimiin millään tavalla. Näennäisvoima on nimikkeenä täysin turha ja harhaan johtava.

Tarkkoja jos ollaan, niin sekä heittäjä että muokari pyörivät yhteisen massakeskipisteen ympäri. Totta on, että moukari kohdistaa voiman vaijerin välityksellä heittäjän käteen (Newtonin kolmannen lain mukaan). Tämä voima pitää heittäjän ympyräliikkeessä. Jokatapauksessa yhtään voimaa, joka suuntautuisi pyörimiskeskipisteestä pois päin ei voida osoittaa moukarinheittäjän tapauksessa.

(ellei sitten valita koordinaatistoa pyörimään moukarinheittäjän mukana. Tämän vuoksi keskipakoisvoimaa sanotaan näennäiseksi, koska siitä voidaan puhua vain sopivasti valitussa koordinaatistossa)

Katso: http://opetus.tv/fysiikka/fy5/

Tarkkoja jos ollaan, niin eivät pyöri. Moukarinheittäjä poikkeuttaa massakeskipistettä aika paljon. Hänhän sen koko energian siihen tapahtumaan tuo ja siitä juuri kilpaillaan. Eivät moukari ja sen heittäjä sentään taivaankappaleita ole.

Voima joka pitää heittäjän ympyräliikkeessä, kumpi siinä nyt vie ja kumpi vikisee? Yhtään voimaa pyörimiskeskipisteestä pois päin ei voida osoittaa, paitsi jos vaikka laitetaan moukarinheittäjän hanskan sisään voima-anturi, se osoittaisi aikamoista voimaa ulospäin. Tai siihen vaijeriin.

Jos voima voidaan mitata, millainen harha se on?

Ei se ole mikään keskipakovoima, vaan voima jolla muutetaan moukarin liikettä - ellei meillä ole moukarin mukaan pyörivä koordinaatisto.

Kyse on termeistä eikä siitä, onko kyseessä "oikea voima" vai ei.

_________________
Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

Gravitaatio on todellista.
Moukaria kannattaa heitellä pohjoisnavalla, niin saa fysikaalisesti parhaat tulokset.

_________________
Vain kopiot ovat useita.

Voima jonka anturi hanskassa mittaa on voima jonka moukari kohdistaa heittäjään Newtonin kolmannen lain mukaan. Tämä voima pitää heittäjän ympyräliikkeessä. Jos tarkastellaan moukariin kohdistuvia voimia, niin moukariin vaikuttaa vain heittäjän siihen kohdistama voima, eikä muita voimia (poislukien painovoima). Jos moukariin kohdistuisi jokin vaijerin jännitykselle vastakkaissuuntainen voima (yhtä suuri) moukari ei olisi ympyräradalla vaan joko levossa tai suoraviivaisessa tasaisessa liikkeessä (Newton 1.)

Nyt mua alkaa jo vähän naurattaa.

Ei se vaijeri jännity ollenkaan ellei siihen vaikuta vastakkaissuuntaiset yhtä suuret voimat. Se on se Newtonin 3. jolla yrität paiskia.

Voit toki kertoa oman versiosi Newtonin kolmannesta laista.

Niin siis tarkennan: Jos heittäjä kohdistaa moukariin voiman, niin N3 sanoo, että muokarin on kohdistettava yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen voima heittäjää.

Ja nyt on kyse siitä miten noita voimia nimitetään. Hyvä että totesimme vastakkaisten voimien olemassaolon.