ცენტრისკენული ძალა არის ჯამური ძალა, რომელიც მოქმედებს სხეულზე და უნარჩუნებს მას წრიულ ტრაექტორიას.

ჩვენს სტატიაში ცენტრისკენული აჩქარების შესახებ ვისწავლეთ, რომ $r$‍ რადიუსის წრიულ ტრაექტორიაზე $v$‍ სიჩქარით მოძრავი სხეული განიცდის ცენტრისკენულ აჩქარებას, რომელიც მისი ტრაექტორიის ცენტრისკენაა მიმართული

$a=\frac{v^2}{r}$‍.

თუმცა აუცილებელია იმის განხილვაც, თუ თავდაპირველად როგორ დაიწყო სხეულმა წრიულ ტრაექტორიაზე მოძრაობა. ნიუტონის 1-ლი კანონის თანახმად, სხეული გააგრძელებს წრფივ მოძრაობას, სანამ მასზე გარეშე ძალა არ იმოქმედებს. ამ შემთხვევაში გარეშე ძალა არის ცენტრისკენული ძალა.

მნიშვნელოვანია იმის გააზრება, რომ ცენტრისკენული ძალა არის არა ფუნდამენტალური ძალა, არამედ მხოლოდ აღნიშვნა ისეთი ჯამური ძალისა, რომლის გავლენითაც სხეული მოძრაობს წრიულ ტრაექტორიაზე. მბრუნავი თოკის დაჭიმულობის ძალაც, რომელზეც მობმულია ბურთი და გრავიტაციული ძალაც, რომელიც აკავებს სატელიტს ორბიტაზე, ცენტრისკენული ძალის მაგალითებია. რამდენიმე ინდივიდუალური ძალის შეკრებითაც (ვექტორული შეკრება) შეგვიძლია მივიღოთ ჯამური ძალა, რომელიც წრიული ტრაექტორიის ცენტრისკენ იქნება მიმართული.

დავიწყოთ ნიუტონის მე-2 კანონით:

ეს კი გავუტოლოთ ცენტრისკენულ აჩქარებას,

შეგვიძლია ვაჩვენოთ, რომ ცენტრისკენული ძალას $F_C$‍ აქვს მაგნიტუდა

და ის ყოველთვის მიმართულია წრიული ტრაექტორიის ცენტრისკენ. ანალოგიურად, თუ $\omega$‍ არის კუთხური სიჩქარე, მაშინ რადგან $v=r\omega$‍,

ერთ-ერთი მოწყობილობა, რომელიც ნათლად წარმოაჩენს ცენტრისკენულ ძალას, შედგება მსუბუქი თოკისგან, რომელიც გატარებულია ვერტიკალურ მილში და ორი მასისგან. მის ერთ ბოლოზე მიმაგრებულია მასა ($m_1$‍), რომელიც ბრუნავს ჰორიზონტალურ წრეწირზე, ხოლო მეორე ბოლოზე მიმაგრებულია მასა ($m_2$‍), როგორც სურათზეა ნაჩვენები.

სავარჯიშო 1: თუ $m_1$‍ არის $1\mathrm{კ}\mathrm{გ}$‍ და ის ბრუნავს $1\mathrm{მ}$‍ რადიუსის მქონე წრეწირზე, ხოლო $m_2=4\mathrm{კ}\mathrm{გ}$‍, როგორია მბრუნავი სხეულის კუთხური სიჩქარე? დაუშვით, რომ არც ერთი სხეული არ მოძრაობს ვერტიკალურად და თოკსა და მილს შორის არის მინიმალური ხახუნი.

სავარჯიშო 2a: დიდ ქარის ტურბინას აქვს 35მ სიგრძის ფრთები, თითოეული მათგანი იწონის 10,000კგ-ს. ფრთის მასათა ცენტრი მოთავსებულია ზუსტად მისი სიგრძის შუაში. თუ ტურბინა 1 წუთში აკეთებს 20 ბრუნს, როგორია იმ ჭანჭიკების დაჭიმულობის ძალა, რომლებიც ფრთას საყრდენზე ამაგრებენ?