Вопрос о нормальной силе, действующей на планету Земля по отношению к центростремительной силе.

У меня есть следующий вопрос, основанный на абзаце из моего учебника по физике (я перевожу, поэтому результат может быть не самым элегантным):

В нем говорится, что из-за центростремительной силы, возникающей в результате движения планеты Земля, нормальная сила отклоняется от чисто вертикальной линии к центру планеты Земля. Таким образом, результирующая сила между гравитацией и нормальной силой дает нам центростремительную силу. Он добавляет, что таким образом вращение Земли не только уменьшает вес и ускорение падения, но и отклоняет их от вертикального направления.

Я в замешательстве: во-первых, на предыдущей странице было сказано, что N = GmM/R^2-ma, где ma относится к центростремительной силе. Из этого уравнения я понял, что Нормальная Сила просто меньше вокруг экватора, что было подтверждено несколькими онлайн-источниками, которые сравнивают ее с уменьшенной Нормальной Силой в лифте, спускающемся вниз. Так почему же он стал наклонным?

Кроме того, я теряюсь в том, что касается изменения направления свободного падения…

Кто-нибудь может прояснить ситуацию?

Какой учебник физики? Страница? Связь?

Ответы (2)

Изображение объекта на поверхности Земли

Когда вы не на экваторе, вы движетесь по кругу, центр которого не совпадает с центром земли. Как вы знаете, гравитация всегда действует по направлению к центру, а центростремительная сила (которая на самом деле является не силой, а эффектом) действует по направлению к центру широтного круга, на котором вы находитесь (зеленый кружок). Таким образом, контактная сила должна уравновешивать эти две силы. Если бы контактная сила действовала только вдоль линии, соединяющей центр с вашим местоположением (вдоль р ), у вас будет составляющая центростремительной силы, действующая перпендикулярно р который не будет сбалансирован. Таким образом, контактная сила должна быть наклонной и не будет р . Аналогичная логика применима и к свободному падению.

Спасибо! Это имеет математический смысл, но я все еще сомневаюсь в следующем: что удерживает меня на планете Земля, а не движется по касательной от планеты из-за моей инерции, так это /гравитация/. Я не привязан к планете веревкой, как в случае с другими примерами в моей книге, относящимися к центростремительной силе. Так почему же центростремительная сила сама по себе не является компонентом гравитации? Я имею в виду, что центр круга на широте x, параллельной экватору, на самом деле не оказывает на меня силы, насколько я понимаю. Только центр планеты Земля.
Вы правы. Вот почему говорят, что центростремительная сила на самом деле не является силой. Векторная сумма силы тяжести и нормальной силы должна быть равна м а где а указывает на центр окружности. Центростремительная сила представляет собой «чистую силу», действующую на тело, поэтому она является суммой двух других сил. Я сделал вид, что это сила, чтобы было легче найти направление нормальной реакции.
Также далее в книге они берут некую точку на планете Земля (которая, очевидно, движется вместе с планетой) как неинерционную основу, исходя из которой анализируют баланс сил. Центростремительная сила внезапно исчезла, но добавилась фиктивная центробежная сила. Я предполагаю, что центростремительная сила исчезла, потому что она требует скорости в своем уравнении (mv^2/R), и я понимаю, почему центробежная сила добавляется, чтобы уравновесить вещи. Но правильно ли сказать, что то, что было центростремительной силой, теперь включено в гравитацию?
Вы должны перестать рассматривать центростремительную силу как реальную силу. НЕТ центростремительной силы. Мы называем термин м а как сила, потому что, когда мы движемся по кругу, у нас есть физическое ощущение, что что-то тянет нас к центру. Это что-то может быть одной единственной силой или суммой нескольких сил. Чистая сила, направленная к центру, называется центростремительной силой, но чистая сила, которая представляет собой сумму сил, не обязательно должна быть самой силой; Точно так же, как вы не назвали бы коллекцию из 10 конфет шоколадом.
Когда вы находитесь в системе отсчета тела, его ускорение относительно самого себя будет равно нулю. Таким образом, мы можем сказать, что результирующая сила равна нулю. Таким образом, нет смысла говорить о центростремительной силе, поскольку нет чистой силы, направленной к центру, которую мы называем центростремительной силой. Нет никакого смысла говорить, что она включена в гравитацию, поскольку ее просто нет в этой системе отсчета. Центробежная сила — это псевдосила, возникающая из-за неинерционности рамы. это совсем другое понятие
Теперь я понимаю, что центростремительной силы не существует, но мне все еще не ясно, почему Нормальная сила наклонена, потому что это похоже на круговое рассуждение: она должна быть наклонена, чтобы уравновесить центростремительную силу (которой на самом деле не существует). ). Если наклонная нормальная сила в сочетании с гравитацией создает «центростремительную силу», ее нельзя использовать в качестве причины того, почему нормальная сила имеет наклон. Есть идеи?
И извините за то, что я продолжаю говорить об этом: я просто очень хочу понять!
Следует уклоняться не только от рассмотрения центростремительной силы как реальной силы, но и от наклонных нормалей. Нормальное направление перпендикулярно поверхности. В вашем сценарии должно существовать трение между объектом и землей. Кинематика объекта ускоренная в радиальном направлении и стационарная в направлении, перпендикулярном радиальному. Таким образом, два Ф "=" м а применяются уравнения, и они обеспечивают правильное нормальное и правильное трение. Наконец, вы можете объединить нормаль и трение в одну наклонную силу, которую вы можете определить как общую силу, приложенную поверхностью к объекту .
@npojo ты абсолютно прав. Я должен был использовать "контактную силу" вместо обычной силы. я исправлю это

На объект действуют три реальные силы: сила гравитации, направленная к центру земли, нормальная сила и трение . Нормальная сила, как следует из ее названия, нормальна к поверхности. Предполагая сферическую землю, нормальное направление - от центра земли. Трение перпендикулярно нормали.

Если бы земля и объект стояли на месте, гравитация и нормальные силы были бы равны друг другу. Но объект движется по кругу. Таким образом, векторная сумма всех трех сил, направленных к центру круга, должна быть равна массе x радиальное ускорение . В ортогональном направлении тело не ускоряется, поэтому компоненты сил вдоль этой оси суммируются до нуля. Эти уравнения позволяют вычислить нормальную силу и трение. Векторная сумма нормальной силы и трения называется «наклонной нормалью».

Термин « масса x радиальное ускорение» представляет собой центростремительную силу.

Приведенное выше описание взято из инерциальной системы отсчета.

В неинерциальной системе отсчета центростремительной силы нет, потому что она не существовала с самого начала. Появляются три истинные силы: гравитация, нормаль и трение. Центробежная сила добавлена, чтобы «объяснить физику» в ускоряющей системе координат.

Вопрос о нормальной силе, действующей на планету Земля по отношению к центростремительной силе.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v