Middelpuntzoekende kracht

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
De centripetale kracht beweegt zich volgens de verbindingslijn van het middelpunt van de cirkelbaan (O) en het massapunt (m).
De ringen van Saturnus bestaan uit steenbrokken die door de zwaartekracht in hun baan gehouden worden. De zwaartekracht doet in dit geval dienst als middelpuntzoekende kracht.

Middelpuntzoekende kracht of centripetale kracht is de naam voor een kracht die werkt op een voorwerp [1] dat in een cirkelbaan beweegt en die er voor zorgt dat die beweging constant naar het middelpunt van de cirkel wordt afgebogen.

De naam “middelpuntzoekende kracht” is niet gebaseerd op de oorzaak van die kracht, zoals bij zwaartekracht of lorentzkracht, maar op het gevolg van die kracht.

Als op een bewegend voorwerp een kracht, met constante grootte, werkt die telkens haaks staat op de bewegingsrichting, dan zal dat voorwerp een cirkelbaan gaan beschrijven. De kracht wijst daarbij continu naar het middelpunt van die cirkelbaan. Hierbij verandert de snelheid van het voorwerp niet van grootte, doordat de kracht haaks op de snelheidsvector staat. Door de middelpuntzoekende kracht verandert de snelheid enkel van richting. De oorzaak van de middelpuntzoekende kracht kan de zwaartekracht zijn. De zwaartekracht van de aarde zorgt er bijvoorbeeld voor dat de maan in een cirkelbaan rond de aarde draait.[2] Een middelpuntzoekende kracht wordt ook veroorzaakt door het touw waarmee een steen wordt rondgeslingerd.

De term middelpuntvliedende kracht wordt in verband met cirkelvormige bewegingen ook soms gebruikt. Dan is het echter een kracht die werkt op het voorwerp die de cirkelvormige beweging onderhoudt, of een traagheidskracht.

Nuvola single chevron right.svg Zie Middelpuntvliedende kracht voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Berekening[bewerken]

De middelpuntzoekende kracht kan worden berekend door F_{mpz}=\frac{m v^2}{r}.

waarbij geldt:

Dit komt overeen met F_{cp}=m \omega^2r\frac{}{}

( \omega = hoeksnelheid in radialen per seconde).

Merk op dat bij gelijke rotatiesnelheid (toerental) de krachten lineair toenemen met de straal, wat verklaart dat grote centrifuges efficiënter zijn.

Zie ook[bewerken]

Noten[bewerken]

  1. In dit artikel wordt met een voorwerp een lichaam bedoeld die tot zijn abstractie terug gebracht is, namelijk een puntmassa
  2. Volgens de algemene relativiteitstheorie werkt op de maan geen kracht maar volgt de maan een geodeet. Een geodeet is een analogon van de rechte lijn in een euclidische ruimte en kan vergeleken worden met een zeilboot die het gekromde zeeoppervlak volgt bij een rechte koers. De gekromde baan is een gevolg van de massa van de aarde die de ruimtetijd beïnvloedt. De maanbaan is dus niet vergelijkbaar met een model waarbij een voorwerp aan een touwtje ronddraait omdat - volgens de algemene relativiteitstheorie - de aarde geen kracht op de maan uitoefent.