Sily pri krivočiarom pohybe
Medzi zaujímavé zimné športy určite patrí jazda na boboch. Veľká rýchlosť, množstvo zákrut, najrýchlejšie vyštartovanie a nasadnutie do bobov, to všetko robí tento šport príťažlivým pre divákov. Ale je tento šport aj bezpečný? A aké nároky sú kladené na fyzickú a psychickú kondíciu bobistov?

Z kinematiky vieme, že pri krivočiarom pohybe zrýchlenie hmotného bodu možno rozložiť na tangenciálnu a normálovú zložku, pre ktoré platia vzťahy
,

v ktorých v je veľkosť okamžitej rýchlosti a R je polomer krivosti trajektórie v mieste, v ktorom pohyb hmotného bodu vyšetrujeme. Pomocou rovnice (2.1.3) resp.(2.1.4) môžeme vyjadriť aj tangecialnu a normálovú zložku sily pôsobiacu na hmotný bod. Platí
      (2.4.3)
    (2.4.4)

pričom pre výslednicu síl   (obr. 2.4.1).

Obr. 2.4.1: Rozklad sily na normálovú a tangenciálnu zložku pri krivočiarom pohybe.

Tangenciálna zložka sily spôsobuje zmenu veľkosti rýchlosti a jej veľkosť je daná vzťahom
    (2.4.5)

 a normálová sila zapríčiňuje zmenu smeru  pohybu, jej veľkosť
. (2.4.6)

Normálová sila  kvôli svojej orientácii sa nazýva dostredivá sila. Touto silou na hmotný bod (teleso) pôsobí väzba (lano, koľajnice), ktorá núti hmotný bod  pohybovať sa po zakrivenej dráhe. Podľa zákona akcie a reakcie pôsobí hmotný bod na svoju väzbu rovnako veľkou silou, ale opačného smeru. Nazývame ju odstredivou silou.  

Dostredivá a odstredivá sila pôsobia na iné telesá, ak vyšetrujeme konanie väzby počítame s odstredivou silou, a ak chovanie obiehajúceho hmotného bodu počítame s dostredivou silou.

Príklad 2.4.2

Jednoduchým príkladom kde sa uplatňuje vplyv dostredivej a odstredivej sily je guľka pripevnená na niti, ktorú roztočíme. Vplyvom dostredivej sily guľka vykonáva rovnomerný otáčavý pohyb po kružnici, podľa zákona akcie a reakcie, však pôsobí aj guľka na niť odstredivou silou, ktorej účinkom sa niť napína (obr. 2.4.2).  

Obr. 2.4.2: Vplyvom dostredivej sily guľka vykonáva rovnomerný otáčavý pohyb po kružnici a pôsobením odstredivej sily súčasne napína niť.

Z ďalších príkladov, kde sa uplatňuje pôsobenie odstredivej sily, môžme spomenúť centrifúgy, odstredivky (pomocou, ktorých sa odeľujú látky s rôznou hustotou, odstreďuje mlieko, robí sedimentácia krviniek), regulátory, odstredivé čerpadlá. Odstredivá sila namáha aj železničné koľajnice v zákrute postranným tlakom (vyvracia ich zo zákruty von). Okrem toho hrozí nebezpečie prevrhnutia vlaku pri veľkých rýchlostiach a malých polomeroch zákrut. Preto je rovina koľajníc naklaňaná do vnútra zákruty tak, aby výslednica tiaže a odstredivej sily smerovala kolmo k nej (obr. 2.4.3).

Obr. 2.4.3:  Odstredivá sila namáha aj železničné koľajnice v zákrute postranným tlakom, rovina koľajníc je naklonená do vnútra zákruty tak, aby výslednica tiaže a odstredivej sily smerovala kolmo k nej. 

Kontrolka: Aká sila spôsobuje pohyb družice okolo našej Zeme? 

V praxi sa stretneme aj s vplyvom tzv. zdanlivej odstredivej sily pri rotácií Zeme, ktorá spôsobuje, že tiažové zrýchlenie a tiažová sila nesmerujú do stredu Zeme okrem rovníka a pólov. To však už súvisí s neinerciálnou vzťažnou sústavou.

Pozri ešte: Horská dráha