Middelpuntzoekende kracht: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud

In de regel

Versie van 13 dec 2016 17:02

De centripetale kracht beweegt zich volgens de verbindingslijn van het middelpunt van de cirkelbaan *(O)* en het massapunt *(m)*.

Middelpuntzoekende kracht of centripetale kracht is de naam voor een kracht die werkt op een voorwerp ^[1] dat in een cirkelbaan beweegt en die ervoor 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.

Zie Middelpuntvliedende kracht voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Berekening

De middelpuntzoekende kracht kan worden berekend door:

F_{\mathrm {mpz} }={\frac {mv^{2}}{r}}

waarbij geldt:

F_mpz is de middelpuntzoekende kracht (in newton)
m is de massa (in kilogram)
v is de snelheid (in meter per seconde)
r is de straal (in meter)

Dit komt overeen met

F_{\mathrm {mpz} }=m\omega ^{2}r

waarbij ω de hoeksnelheid in radialen per seconde is.

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

Zie ook

Noten

↑ In dit artikel wordt met een voorwerp een lichaam bedoeld die tot zijn abstractie terug gebracht is, namelijk een puntmassa
↑ 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.

[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.

[1]

[2]

@@ Regel 3: / Regel 3: @@
 '''Middelpuntzoekende kracht''' of '''centripetale kracht''' is de naam voor een kracht die werkt op een voorwerp <ref> In dit artikel wordt met een voorwerp een [[lichaam (natuurkunde)|lichaam]] bedoeld die tot zijn abstractie terug gebracht is, namelijk een [[puntmassa]] </ref> dat in een cirkelbaan beweegt en die ervoor 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.
+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 [[cirkel]]baan 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.
+Als op een bewegend voorwerp een kracht, met  constante grootte, werkt die telkens haaks staat op de bewegingsrichting, dan zal dat voorwerp een [[cirkel]]baan 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 (planeet)|aarde]] zorgt er bijvoorbeeld voor dat de [[maan]] in een cirkelbaan rond de aarde draait.<ref>Volgens de [[algemene relativiteitstheorie]] werkt op de maan geen kracht maar volgt de maan een [[Geodeet (wiskunde)|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.</ref>
 Een middelpuntzoekende kracht wordt ook veroorzaakt door het touw waarmee een steen wordt rondgeslingerd.