Относительно неинерциальной системы отсчета, связанной с
вращающимся диском, шарик находится в покое.
Это возможно в том случае, если сила (8) уравновешена силой инерции
,
называемой центробежной силой инерции:
Случай 2. Рассмотрим диск, вращающийся вокруг перпендикулярной к
нему вертикальной оси
z с угловой скоростью ω. Вместе с диском вращается
надетый на тонкую спицу шарик, соединенный с центром диска пружиной (рис.
4).
Рис.4
Шарик занимает на стержне некоторое положение, при котором сила
натяжения пружины (она будет центростремительной) оказывается равной
произведению массы шарика
m на его ускорение:
где
–
нормальное ускорение на шарике;
r – расстояние от оси
вращения до центра шарика.
Относительно системы отсчета, связанной с диском, шарик покоится. Это
формально можно объяснить тем, что кроме силы упругости на шарик действует
сила инерции, модуль которой равен силе упругости (7):
Сила инерции направлена вдоль радиуса от центра диска. Силу
инерции (8), возникающую в равномерно вращающейся системе отсчета,
называют
центробежной силой инерции. Эта сила действует на тело во
вращающейся системе отсчета, независимо от того, покоится тело в этой
системе или движется относительно нее со скоростью . Если положение тела
во вращающейся системе отсчета характеризовать радиус-вектором , то
центробежную силу можно представить в виде
где – компонента радиус-вектора, направленная перпендикулярно оси
вращения.
Достарыңызбен бөлісу: