แรงสู่ศูนย์กลาง

แรงสู่ศูนย์กลาง () เป็นแรงที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ในวงโคจรเส้นโค้ง แรงนี้จะตั้งฉากกับความเร็วการเคลื่อนที่ของวัตถุเสมอ

 สมการ 

ขนาดแรงสู่ศูนย์กลางของวัตถุ มวล  ที่เคลื่อนที่เป็นวงกลม รัศมีความโค้ง  ด้วยความเร็ว  คำนวณได้เป็น


ในกรณีของการเคลื่อนที่เป็นวงกลม ทิศทางของแรงจะมุ่งสู่ศูนย์กลางของวงกลมที่วัตถุกำลังเคลื่อนที่อยู่นั้น ถ้าเส้นทางการเคลื่อนที่ไม่เป็นวงกลม แรงนี้จะชี้ไปยังจุดศูนย์กลางของวงกลมสัมผัสประชิดซึ่งตรงกับส่วนของเส้นทางในขณะนั้นมากที่สุด

สำหรับดาวเทียมที่โคจรรอบดาวเคราะห์ แรงสู่ศูนย์กลางมาจากความโน้มถ่วงระหว่างดาวเทียมกับดาวเคราะห์ แรงโน้มถ่วงกระทำต่อวัตถุทั้งสองและทิศทางของวัตถุจะมุ่งเข้าสู่ศูนย์กลางมวลของวัตถุทั้งสอง ในการเคลื่อนที่ตามวงโคจร จุดศูนย์กลางมวลนี้เป็นจุดศูนย์กลางของวงกลม ในกรณีที่ไม่เป็นวงกลมหรือส่วนโค้ง เฉพาะส่วนประกอบของแรงโน้มถ่วงที่ตั้งฉากกับเส้นทางเท่านั้นที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลาง ส่วนประกอบของความโน้มถ่วงที่เหลืออยู่จำหน้าที่ในการเร่งหรือลดความเร็วของดาวเทียม

ถ้าพิจารณาความเร็วเชิงมุม  ของวัตถุรอบศูนย์กลางของวงกลม โดยแทน  จะสามารถเขียนใหม่ได้เป็น

 ที่มาของแรงสู่ศูนย์กลาง 
วรรณกรรมบางเล่มรวมถึงงานของไอแซก นิวตันได้อธิบายว่าแรงโน้มถ่วงทั้งหมดนั้นเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง คำอธิบายในลักษณะนี้ไม่ได้เป็นความจริงไปเสียทั้งหมดทีเดียวหากวงโคจรไม่เป็นวงกลม ในกรณีดังกล่าวนี้จะไม่สามารถใช้สูตรคำนวณที่เขียนไปข้างต้นได้

สำหรับวัตถุที่ติดอยู่กับปลายเชือกและหมุนไปตามเพลาขับ ส่วนประกอบในแนวรัศมีของแรงดึงในเชือกจะทำหน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลางซึ่งกระทำต่อแกนหมุน ในวัตถุที่หมุนรอบตัวเอง ความเค้นดึงภายในจะทำหน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลาง ทำให้ทุกส่วนของวัตถุนั้นเคลื่อนไหวเป็นวงกลม

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:การหมุน
หมวดหมู่:กลศาสตร์