Φυγόκεντρος δύναμη

Η φυγόκεντρος δύναμη είναι φαινόμενη (ψευδής) δύναμη που φαινομενικά εμφανίζεται να ασκείται σε ένα σώμα το οποίο εκτελεί κυκλική κίνηση όταν ο παρατηρητής είναι στο περιστρεφόμενο μη αδρανειακό σύστημα. Η φυγόκεντρος είναι ίση σε μέτρο και αντίθετη προς της κεντρομόλο η οποία στην πραγματικότητα είναι η μόνη που ασκείται στο περιστρεφόμενο σώμα.

Κάθε σώμα που κινείται σε μη επιταχυνόμενο σύστημα αναφοράς διατηρεί την ταχύτητα που έχει κάθε στιγμή.

Η κεντρομόλος δύναμη ως πραγματική δύναμη

Σημαντικό ρόλο στην αντίληψη της ύπαρξης φυγόκεντρου δύναμης παίζει η κεντρομόλος δύναμη. Η κεντρομόλος είναι η μόνη πραγματική δύναμη που ασκείται στο περιστρεφόμενο σώμα γύρω από σημείο (κέντρο περιστροφής) αναγκάζοντάς το να κινείται σε κυκλική τροχιά. Η κεντρομόλος έχει κατεύθυνση προς το κέντρο του κύκλου τον οποίο διαγράφει η τροχιά, σε αντίθεση με την φυγόκεντρη που εμφανίζεται να έχει την αντίθετη κατεύθυνση, από το κέντρο της κυκλικής τροχιάς προς τα έξω. Αισθητό παράδειγμα φυγόκεντρης δύναμης είναι η αίσθηση των επιβατών μέσα σε ένα αυτοκίνητο όταν αυτό στρίβει, που νιώθουν να πετάγονται προς την εξωτερική μεριά της στροφής. Η κεντρομόλος στην περίπτωση αυτή είναι προς το κέντρο περιστροφής και οφείλεται στην τριβή που έχουν τα λάστιχα με το οδόστρωμα ώστε το αυτοκίνητο να μην γλυστρά.

Η φυγόκεντρη ως αντίθετη της κεντρομόλου

Η φυγόκεντρη δύναμη είναι αντίθετη της κεντρομόλου. Αυτό για παράδειγμα συμβαίνει σε έναν δορυφόρο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, όπου η περιστροφή του εξετάζεται προσεγγιστικά ως προς μη περιστρεφόμενο (αδρανειακό) σύστημα αναφοράς, τη Γη. Η κεντρομόλος δύναμη προέρχεται από τη βαρυτική έλξη της Γης στον δορυφόρο στην απόσταση που αυτός βρίσκεται σε τροχιά, και είναι σε μέτρο ίση ακριβώς με την φαινόμενη δύναμη της φυγόκεντρης, με αποτέλεσμα να μη γίνεται καμία εκ των δύο αισθητή στον ίδιο τον δορυφόρο (θεωρώντας τον με καλή προσέγγιση σημειακό και όχι με διαστάσεις τέτοιες που θα προκαλούσαν εφελκυσμό του).

Στην περίπτωση που έχουμε έναν άνθρωπο στην επιφάνεια της Γης καθώς αυτή περιστρέφεται (μη αδρανειακό σύστημα αναφοράς), η κεντρομόλος δύναμη που επιδρά στον άνθρωπο σχετίζεται επίσης με τη δύναμη της βαρύτητας. Λόγω της περιστροφής της Γης όμως, μια ζυγαριά εμφανίζει τον άνθρωπο πιο ελαφρύ σε σχέση με την περίπτωση που ο πλανήτης ενδεχομένως δεν περιστρεφόταν. Η ελάφρυνση αυτή στο βάρος του ανθρώπου ισούται σε μέτρο με τη φυγόκεντρη δύναμη. Εξαιτίας αυτού του φαινομένου η γη, όπως και κάθε σφαιρικό ουράνιο σώμα είναι ελαφρά πεπλατυσμένο στον ισημερινό.

Η φυγόκεντρος δύναμη, γίνεται ιδιαίτερα αισθητή στο λουναπάρκ στη λεγόμενη "μπαλαρίνα" όταν αυτή περιστρέφεται. Όπως και στην παιδική χαρά, στον μύλο, όταν αυτός περιστρέφεται, όπου μάλιστα κατά καιρούς συμβαίνουν και ανάλογα ατυχήματα. Επίσης, το πλυντήριο ρούχων όταν βρίσκεται στο τελικό στάδιο πλυσίματος, να αφαιρέσει από τα ρούχα το νερό (στύψιμο), ο κάδος που τα φιλοξενεί, περιστρέφεται πολύ γρήγορα, βασίζεται κι αυτός στη φυγόκεντρο δύναμη.

Το κατεξοχήν άθλημα που βασίζεται στη φυγόκεντρο δύναμη, είναι η σφυροβολία. Επίσης τα δίκυκλα οχήματα (μοτοσυκλέτα, ποδήλατο), όταν στρίβουν, γέρνουν προς την κατεύθυνση που στρίβουν, για να αντισταθμίσουν τη φυγόκεντρο δύναμη, ενώ στη φυγόκεντρο δύναμη βασίζεται και ο "γύρος του θανάτου", με μια μοτοσυκλέτα που ενώ έχει γείρει κατά μια ορθή γωνία, γυρίζει κυκλικά πατώντας σ' έναν κύλινδο κάθετο στο έδαφος.

Γενικά

Γενικά η φυγόκεντρη δύναμη, ενώ στην ουσία είναι το αποτέλεσμα της αδράνειας στην κίνηση των σωμάτων και όχι δύναμη, βοηθά στη μαθηματική μελέτη των προβλημάτων όταν την θεωρούμε δύναμη κατά σύμβαση. Η φυγόκεντρος δύναμη υφίσταται όσο χρόνο ασκείται η κεντρομόλος δύναμη. Μόλις παύσει η δεύτερη παύει ταυτόχρονα και η πρώτη και το σώμα τείνει πλέον να κινείται ευθύγραμμα, στην εφαπτομένη στην κυκλική τροχιά τη στιγμή που απομακρύνεται η κεντρομόλος, με την προϋπόθεση πως το σώμα κινείται σε αδρανειακό σύστημα αναφοράς.

Βιβλιογραφία

• Μανιμάνης, Βασίλειος Ν.: «Μαύρες τρύπες, βαρύτητα και η παράδοξη φυγόκεντρη δύναμη», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 211 (Νοέμβριος 1997), σσ. 61-68