Mikä on Centripetal Force?

Voimaa, jota tarvitaan liikkuvan esineen pitämiseksi ympyräradalla, kutsutaan keskipistevoimaksi. Sana centripetal tulee latinalaisista sanoista “center”, centrum ja “tendents”, petere. Tästä seuraa, että keskipistevoima on voima, joka työntää esinettä kohti keskustaa. Jos se ei olisi läsnä, esine säilyttää liikkeen suorassa linjassa.

Keskipisteinen voima nähdään yleisesti autoa ajettaessa. Jos esimerkiksi auto kulkee tasaisella ja suoralla tiellä tasaisella nopeudella, se tasapainotetaan tien voimalla ja moottorin vääntömomentti tasapainottaa kitkan ja tuulen aiheuttamat voimat. Tällöin auto on tasapainossa ja keskipistevoima on nolla. Jos auto lähestyy mutkaa, tie on suunniteltava kompensoimaan kaarta. Tien on annettava lisävoimaa, jotta auto voi kiertää mutkan eikä jatkaa suoraa polkua.

Monet tiet on suunniteltu siten, että ne kohoavat uloimmasta reunasta. Tämä luo voiman pitää autot kurvikkaalla tiellä. Nostettu tai kalteva tie näkyy selvästi pyöräilyreiteillä tai pyöreillä NASCAR® -kilparadoilla.

Satelliitin katsominen kaukoputken kautta on yksi tapa nähdä keskipistevoima toiminnassa. Satelliitti seuraa kiertorataa maan ympäri. Tällöin keskipistevoima on maapallon ja satelliitin välinen vetovoima, koska ilman sitä satelliitti kulkisi vain suorassa linjassa. Samaa teoriaa voidaan käyttää myös keskipistevoimaan, joka pitää planeetat auringon kiertoradalla. Planeettojen kanssa voima saadaan auringosta maan sijasta.

Kotona tehtävien kokeilujen avulla on helppo nähdä keskipistevoima työssä. Ota esimerkiksi kirkas ilmapallo ja aseta kolikko ilmapallon sisään. Puhalla sitten ilmapallo suun kautta niin, että se on samea molemmista päistä ja kirkas keskellä. Jos koko ilmapallo on kirkas, siinä on liikaa ilmaa. Pidä ilmapalloa toisella kädellä kaulasta ja pyöritä sitä ympäri.

Aluksi kolikko voi näyttää hyppäävän pallon ympärille. Lopulta se rullaa ilmapallon sisällä, aivan kuten kilparadalla ajava pyöräilijä. Kun se alkaa, kolikon tulee kiertää ilmapallon sisäpintaa puoli minuuttia tai pidempään. Tämä on sentripetaalinen voima.