Wat is een centrale kracht?

Een centrale kracht is een kracht met een richting en grootte die alleen afhankelijk is van een objectencentrum en de afstand van het midden tot een ander punt.De richting die een centrale kracht werkt, moet zich langs de lijn bevinden die het centrum van de objecten verbinden met het andere punt, terwijl de kracht van de krachten alleen afhankelijk is van de afstand of straal tussen de twee.Voorbeelden van centrale krachten worden gevonden in de zwaartekracht, de elektrostatische kracht en de kracht van een veer.Slechts twee soorten centrale krachten kunnen leiden tot orbitale beweging: zwaartekracht en analoge kracht.

Newton's wet van universele zwaartekracht stelt dat de zwaartekracht tussen twee objecten altijd op elkaar is gericht.Bovendien is de grootte van de kracht omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen de objecten mdash; met andere woorden, het verdubbelen van de afstand tussen de objecten zal resulteren in een kracht slechts één vierde als sterk.Wanneer het ene object veel massiever is dan het andere, voldoet de regeling aan de criteria van centrale kracht.

Een analoge centrale kracht is de elektrostatische kracht tussen deeltjes met een elektrische lading.Net als de zwaartekracht is de elektrostatische kracht omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand tussen twee deeltjes.In tegenstelling tot de zwaartekracht zijn elektrostatische interacties echter evenredig met het product van hun ladingen, in plaats van hun massa.Ze hebben ook de neiging om op zeer kleine schalen te domineren.Wiskundig gezien echter, echter, de grootte van de zwaartekracht en de elektrostatische kracht volgen beide de inverse kwadraatwet .

Een ander soort centrale kracht kan het gevolg zijn van de interactie van een veer met een object.De kracht geproduceerd door een veer is evenredig met de afstand die de veer wordt uitgerekt van de lengte van de evenwicht.Het strekken van een veer op twee keer de afstand van de evenwichtslengte zal resulteren in een aantrekkelijke kracht twee keer zo sterk.Dit soort gedrag staat bekend als de wet van Hooke en wordt niet alleen gezien in bronnen, maar ook in lineair elastisch materiaal mdash; inclusief de meeste vaste metalen.Wanneer een veer of geschikt materiaal in een midden wordt verankerd, kan het ook voldoen aan de criteria van een centrale kracht. Hoewel het vergroten van de afstand tussen objecten of deeltjes een heel ander effect heeft in systemen die worden beheerst door de inverse kwadraatwet versus de wet van Hooke, zullen beide centrale krachten gesloten orbitale beweging veroorzaken.Planeten draait de zon vanwege de zwaartekracht, een centrale kracht die onderworpen is aan de inverse vierkante wet.Evenzo kunnen geladen deeltjes om een baan om een tegengesteld in het geladen centrum om de elektrostatische kracht.Een ietwat minder bekend feit is dat een centraal verankerde veer, wanneer andere krachten te verwaarlozen zijn, een object kan veroorzaken om het centrum te draaien.Eenvoudige harmonische beweging is zo'n voorbeeld dat beperkt is om slechts één dimensie te bewegen.