На темељу прорачуна колика би требало бити центрифугална сила у галаксијама које се ротирају научници су закључили да мора постојати нека додатна, невидљива твар јер видљива није довољна да их својом гравитацијом одржи на окупу да се не разлете.
Свако је у животу имао прилике видети на делу или осетити оно што се обично назива центрифугална сила. У центрифуги, на неком вртуљку у дечјем игралишту, на љуљашци, у ауту на кривини или вртећи се укруг у плесу. Она је у научнофанстастичним филмовима решење помоћу којег се у свемиру, у бестежинском стању, ствара замена за земаљску гравитацију. Обично велике летелице за удаљена путовања или, пак, футуристичке свемирске станице имају неки део који изгледа као големи точак који се окреће. На његовом рубу налазе се просторије у којима се та ротација манифестује као центрифугална сила која свемирске путнике држи приљубљенима за под.
Центрифугална сила имала је важну улогу у откривању тамне материје. Наиме, на темељу прорачуна колика би требало бити центрифугална сила у галаксијама које се ротирају научници су закључили да мора постојати нека додатна, невидљива твар јер видљива није довољна да их својом гравитацијом одржи на окупу да се не разлете. И названа је тамном материјом јер не улази у интеракције с видљивом твари и није видљива за посУпркос тојеће уређаје.
Упркос томе што смо је сви имали прилике видети на делу, осетити и што може бити врло корисна, центрифугална сила се у физици, строго гледано, не сматра стварном силом. То је зато што је, за разлику од стварних сила које имају извор у интеракцијама између тела или поља, она у бити резултат инерције – тенденције тела да одржава своје стање једноликог кретања у праволинијском смеру. Наиме, када се неко тело врти, оно тежи да настави кретање тангенцијално на своју путању.
Немогућност да настави да се креће у смеру инерције резултира појавом силе која изгледа као да тело тера од центра ротације. Међутим, та сила је само реакција на центрипеталну силу која делује према средишту врчења и не дозвољава телу да напусти кружну путању. Једноставан начин да то интуитивно доживимо јесте да покренемо лоптицу да се врти унутар круга, а затим је у неком тренутку отпустимо и посматрамо у којем ће смеру наставити кретање. Она неће побећи од средишта, како би се очекивало да је стварна сила која делује од центра круга ка споља, већ ће се наставити кретати у смеру тангенте (видео доле). Из ротирајућег референтног оквира може се чинити да ту делује нека стварна сила, али ван њега лакше је видети шта се заправо догађа.
Стварним силама у физици сматрају се оне које имају јасан узрок и последице и могу се измерити и описати помоћу физичких закона. Физика разликује четири темељне силе:
- Гравитациона – привлачна сила која делује између свих тела која имају масу.
- Електромагнетска – привлачна или одбојна сила која делује између електрично набијених честица.
- Слаба нуклеарна – делује међу кварковима и лептонима, а одговорна је за одређене врсте радиоактивног распада, попут распада неутрона.
- Јака нуклеарна – држи на окупу кваркове и глуоне у нуклеонима (протонима и неутронима), а тиме и језгре атома. Најмоћнија је сила у природи, а делује само на врло малим удаљеностима.
Ове фундаменталне силе темељ су на којем почива наше разумијевање свијета и свемира. Без њих не би било могуће објаснити кретање планета, рад електроничких уређаја или како стојимо на Земљи.
Све остале силе које опажамо, попут трења када кочимо, еластичне силе опруге или силе теже што нас притиска када стојимо на тлу, последица су интеракција темељних сила. Дакле, центрифугална сила је корисна фикција која нам помаже да разумемо и опишемо одређене феномене у ротирајућим систеима, али када говоримо о стварним силама што обликују наш свет, мислимо на темељне интеракције које су срж физике.
Физичари центрипеталну силу неће описати као фиктивну, но она се не сматра ни фундаменталном. Центрипетална сила је свака сила која непрекидно скреће честицу или тело с праволинијског пута према одређеном средишту. Примери центрипеталних сила, поред осталог, укључују гравитациону силу која одржава сателите у орбити око Земље и Лоренцову силу која делује на набијене честице у магнетском пољу. Истакнимо за крај да све објашњено не значи да је погрешно рећи центрифугална сила, баш као што није рећи сила трења или сила теже. Погледајте: https://www.youtube.com/watch?v=yAfg_8OLjvs.
(Илустрација Shutterstock)
(Индекс)
