Centripetalno ubrzanje

Svako kružno kretanje je ubrzano kretanje, zato što vektor brzine stalno menja pravac i smer, dok se telo kreće po kružnici.

Ubrzanje i sile pri kružnom kretanju


Video čas


Čak i kada se intenzitet brzine tokom vremena ne menja, odnosno kada govorimo o ravnomerno kružnom kretanju, promenljivost pravca i smera brzine uzrokuje pojavu ubrzanja, koje ima pravac poluprečnika i smer ka centru kruga. Ovo ubrzanje se naziva centripetalno ubrzanje, dok reč centripetalno doslovce znači “tražeći centar” (lat.).

Činjenica da pri svakom kružnom kretanju postoji ubrzanje, sugeriše da kružno kretanje mora biti izazvano nekom silom. Ovaj zaključak je direktna posledica drugog Njutnovog zakona, koji tvrdi da je pojava ubrzanja posledica delovanja sile $$a=\frac{F}{m}$$ Sila koja uzrokuje pojavu centripetalnog ubrzanja se naziva centripetalna sila i ima pravac poluprečnika i smer ka centru kruga.

Centripetalna sila je preduslov za postojanje kružnog kretanja. Ako vrtite kamen na koncu, sila zatezanja konca će zakrivljavati putanju kamena koji će se zbog toga kretati po kružnici. Ovom prilikom, sila zatezanja konca igra ulogu centripetalne sile. Ukoliko kanap u nekom trenutku pukne, centripetalna sila nestaje i kamen nastavlja da se kreće pravolinijski. Dakle, bez centripetalne sile nema kružnog kretanja. U slučaju kretanja Meseca oko Zemlje, ulogu centripetalne sile igra gravitaciona sila, kojom Zemlja privlači Mesec.

Tela koja se nalaze unutar sistema koji se kreće kružno, prinuđena su da stalno menjaju pravac kretanja, iako bi na osnovu prvog Njutnovog zakona trebala da se kreću pravolinijski. Otpor koji tela pružaju tom permanentnom zakrivljavanju putanje jeste inercijalna sila, koju je moguće primetiti samo unutar sistema koji se kreće kružno, a naziva se centrifugalna sila.

Centrifugalna sila ima isti pravac i intenzitet kao i centripetalna sila, ali je suprotnog smera. Iako se javlja kao neminovna posledica centripetalne sile, istog pravca i intenziteta ali suprotnog smera, centrifugalna sila nije sila reakcije na centripetalnu silu, kako je to utvrđeno trećim Njutnovim zakonom, jer se ne radi o uzajamnom delovanju dva tela.