قوة الطرد المركزي وأمثلة من أرض الواقع

الكثير من الأشياء التي نقوم بها خلال حياتنا اليومية تعود لأسبابٍ فيزيائيةٍ بحتةٍ دون أن نعير ذلك أي اهتمامٍ فعلى سبيل المثال الميلان الذي نشعر به عن انعطاف السيارة أو عند ركوب الأطفال في الأرجوحة الدورانية في مدن الألعاب هل فكرنا يومًا ما هو السبب الذي يقف خلف ذلك؟ كل هذه الأشياء تحدث بسبب قوة تسمى قوة الطرد المركزي فما هي قوة الطرد المركزي؟ وكيف يتم حسابها؟ سنتعرف على كل ذلك من خلال المقال التالي.

الكثير من الأحيان يتم الخلط بين مفهوم قوّة الطرد المركزي ومفهوم قوة الجذب المركزي بسبب ارتباطهم الوثيق ببعض حيث يعتبران وجهان لعملةٍ واحدةٍ، تُعرَّف قوة الطرد المركزي بأنها قوةٌ حقيقيةٌ فعليةٌ تؤثر على الجسم للحفاظ على حركته ضمن مسارٍ دائريٍّ بحيث يتم جذبه نحو الداخل أي نحو مركز الدوران، بينما تُعرَّف قوّة الطرد المركزي بأنها هي قوةٌ ظاهريةٌ وهميةٌ غير حقيقيةٍ تؤثر على الجسم عندما يتحرك وفق مسارٍ دائريٍّ مما يؤدي إلى دفعه نحو الخارج مبتعداً عن مركز الدوران.

على سبيل المثال عندما تدور كتلةٌ على سلسلةٍ فإن السلسلة تؤثر على الجسم بقوة جذب مركزية داخلية بينما يبدو أن الكتلة تطبق قوة طرد مركزي خارجية على السلسلة.

يقول عالم الفيزياء البحثي بجامعة واشنطن أندرو جانسي أن "الفرق بين قوة الجذب المركزي وقوة الطرد المركزي يتعلق بأطر مرجعيةٍ مختلفةٍ أي يختلف باختلاف وجهات النظر التي نقيس منها الشيء"، كما يقول إن "قوة الجذب المركزي وقوّة الطرد المركزي هما في الحقيقة قوتين متماثلتين في القيمة لكن في اتجاهين متعاكسين لأنهما مرتبطان بأطرٍ مرجعيةٍ مختلفةٍ".

على سبيل المثال إذا كنا نراقب نظام دوّار من الخارج سنلاحظ أن قوة الجذب المركزي تعمل على تقييد الجسم الدوار وفق مسارٍ دائريٍّ، لكن لو كنا جزء من نظام الدوران هذا سنلاحظ وجود قوة تدفعنا بعيداً عن مركز الدوران هذه القوة هي قوة الطرد المركزي بالإضافة إلى شعورنا بقوة الجذب الداخلية التي تمنعنا من الانطلاق خارج النظام.

تعطى الصيغة العامة لقوة الطرد المركزي
بالعلاقة الرياضية التالية:

F_C = -mv²/r

بحيث يعبر كل رمز منها عن:

نستنتج من العلاقة السابقة:

يوجد أمثلة مختلفة لتطبيقات قوّة الطرد المركزي في الحياة اليومية منها: