Kiirendus ühtlasel ringjoonelisel liikumisel

10. klass > Füüsika > 2. Mehaanika

Kui keha liigub ühtlase joonkiirusega mööda ringjoone kaart,  liigub ta ometigi kiirendusega, sest keha kiiruse suund pidevalt muutub.

133

Saab näidata, et ühtlaselt ja ringjooneliselt liikuva keha kii­ren­dus on trajektoori igas punktis risti keha hetkkiirusega (joon­kiirusega) ning see kiirendus on suunatud ringjoone kesk­punkti poole.

147

Kuid

a1 = a2 = a3 = a4 = …

148

 

Kiirendust, millega keha liigub ühtlaselt ja ringjooneliselt nimetatakse kesktõmbekiirenduseks. Kesktõmbe kiirendus on võrdeline keha joonkiiruse (v) ruuduga ning pöördvõrdeline keha liikumis­trajektoori raadiusega:

149

Kesktõmbekiirendus on seega võrdeline trajektoori raadiusega ning nurkkiiruse ruuduga:

150

Kuna kiirendusega liikumine on märk sellest, et kehale mõjub mingisugune jõud, siis nimetatakse kesk­­tõm­bekiirendust põhjustavat jõudu kesktõmbejõuks. Kuna jõud tekivad alati paarikaupa, siis koos kestõmbejõuga tekib kehas alati ka inertsijõud, mis on suunatud ringjoone keskpunktist eemale. Seda jõudu nimetatakse tsentrifugaaljõuks.

Kesktõmbejõud on üldmõiste mistõttu tuleb iga ringjooneliselt liikuva keha korral tuvastada milline jõud on kesktõmbejõuks. Näiteks kurvis liikuva auto puhul on kesktõmbejõuks rehvide ja teekatte vahel mõjuv hõõrdejõud. Nööri otsa kinnitatud keha keerutamisel on kesktõmbejõuks nööris tekkiv elastsusjõud. Planeetide tiirlemisel ümber Päikese, samuti satelliitide tiirlemisel ümber Maa, on kesk­tõmbejõuks gravitatsoonijõud.