Mit jelent pontosan az, hogy "a centrifugális és centripetális erő nem ábrázolható azonos koordináta rendszerben"?

> „Mit jelent pontosan az, hogy "a centrifugális és centripetális erő nem ábrázolható azonos koordináta rendszerben"?”

Ő… Nem tudom. Szerintem ez butaság.

> „Valamint milyen egy "gyorsuló koordináta rendszer"?”

Olyan koordinátarendszer, ami nem inerciarendszerhez van rögzítve.

> „Azt jelenti hogy amikor kívülről nézed a forgó rendszert akkor centrifugális hat a testre amikor te is forogsz a rendszerben akkor centripetális, és egyszerre kívülről és belülről nézni nem tudod.”

Egyrészt fordítva, másrészt forgó vonatkoztatási rendszerben is lehet olyat látni, hogy valami kering valami körül, és akkor hat rá centrifugális és centripetális erő, amiket nyugodtan lehet egyszerre ábrázolni.

Na itt sok félreértés volt a fentiekben.

Szerintem a kérdésfeltevés sem stimmel.

Itt nem az ábrázolhatóságról van szó, hanem hogy amiben centripetális erő van, ott NINCS centrifugális erő, és fordítva.

Na megpróbálom összerakni a dolgokat:

Először is, ugye ismertek a Newton-törvények.

Ezek persze nem érvényesek pl. egy gyorsuló vonat fülkéjében, mivel nyugalomban ülök a székemen, mégis hat a hátamra egy erő.

Ugyanígy, ha egy körhintán ülünk a haverommal, akkor egymáshoz képest nyugalomba vagyunk, pedig ott is nyomja a hátamat (oldalamat) a széktámla.

Ezekben a koord-rdsz-ekben tehát nem érvényes Newton II. törvénye.

Itt jön az inerciarendszer fogalma, ugyanis ez olyan rendszer, amiben érvényesek Newton törvényei.

Az előbbi két rendszer ilyenformán nem inerciarendszer.

(Sokan keverik ezt a fogalmat az egymáshoz képest mozgó rendszerekkel, pedig miden koord-rdsz. önmagában inerciarendszer, vagy sem...)

Na most:

A nem inerciarendszerekben felvehető egy fiktív erő, amely figyelembevételével érvényesek lesznek a Newton-tv-ek. Ezek az ún. tehetetlenségi erők. A gyorsulaó vonar esetében az erők közé felveszünk egy vonat irányába eső fiktív erőt, amit a többi valódi erővel együtt összegzünk.

A forgó, keringő test esetében:

A nyugvó rendszerben nézve a körpályán tartáshoz az erők eredőjének a középpont felé kell mutatnia. A körpályán tartó erők eredőjét NEVEZZÜK centripetális erőnek. (Egyébként nincs olyan külön erő, hogy centripetális erő, ezzel csak a funkcióját jelöljük az erők eredőjének...)

Tehát centripetális erőt nem is ábrázolunk alapból.

A forgó rendszerben nézve a fentiek értelmében úgy maradnak érvényben Newton tv-ei, ha minden testre egy sugárirányú fiktív erőt hozzászámítunk. De ez valójában nem gravitációs, sem kötél-, sem rugó-, sem semmilyen "ismert" erő, csak egy fikció, a matematikai egyenletek érdekében vesszük be.

Ezt esetleg szoktuk "ábrázolni", amikor a testre ható erőket rajzoljuk be. Szemben a centripetális erővel, amit nem is szabad berajzolni, mert egy újabb erőnek hinnénk.

Na remélem, sikerült tisztázni pár dolgot.

> „Itt nem az ábrázolhatóságról van szó, hanem hogy amiben centripetális erő van, ott NINCS centrifugális erő, és fordítva.”

Ezzel továbbra sem értek egyet (még ha most kicsit másképp is lett kimondva). Lásd a zászlós feladatom itt a 13:27-es (#5) válaszban:

http://www.gyakorikerdesek.hu/tudomanyok__egyeb-kerdesek__65..

> „De ha egy koordináta rendszer mozog, akkor egy másik koordináta rendszerben kell lennie, amihez képest mozoghat, nem?”

Ezt jól írta Parafagólem (lényegében én is azt akarom leírni, amit ő, csak talán kicsit másképp), akkor nevezünk egy koordinátarendszert gyorsulónak, ha van benne olyan erő, ami se nem rugó, se nem kötél, se nem nyomó,… röviden nem kölcsönhatásból származó erő; illetve amiben egy magára hagyott test (amire nem hat erővel másik test) gyorsul. Azaz nem teljesül benne Newton I. törvénye, nem inerciarendszer. Amikor gyorsulónak nevezünk egy koordinátarendszert, azt az inerciarendszerhez képest értjük gyorsulónak. (Természetesen az inerciarendszer is gyorsul hozzá képest, de az inerciarendszer ki van tüntetve.)

> „A centrifugális/-petális erőket sajnos még mindig nem értem teljesen, de azért köszönöm.”

A fenti linkemen sokat magyaráztam a kettő közötti különbséget, remélem, hogy az segít.

> „A centripetális erő nem egy erő, hanem több erő eredője,…”

Igen.

> „…a centrifugális erő pedig egy fiktív erő, ami a centripetális erőt ellensúlyozza.”

Ez azért így nem teljesen oké, mert nem a testre ható centripetális erőt ellensúlyozza, hanem a „koordinátarendszerre ható centripetális erőt”, ami így elég meredeken hangzik, de inkább ilyesmi. Ahogy az egyenletesen gyorsuló buszban rád ható tehetetlenségi erő sem ellensúlyoz semmit, abból adódik, hogy szeretne kimenni alólad a koordinátarendszer (azaz a busz). Hasonlóan a centrifugális erőnél is, csak a forgást kicsit nehezebb elképzelni. (Például a zászlórúdnál nem ellensúlyozza a centripetális erőt, különben a rúd nem keringene körülötted… A következő bekezdésben ezen még finomítottam.)

> „Ez az egész azért van, mert a forgó (gyorsuló) rendszerben máshogyan definiálnánk a nyugalomban lévő testet, mint egy inerciarendszerből, azaz a forgó vonatkoztatási rendszerben azt a testet tekintenénk nyugalomban lévőnek, melynek gyorsulása megegyezik a rendszerével, vagyis nem 0.”

A gyorsuló vonatkoztatási rendszerben is ugyanúgy van definiálva a nyugvó test, mint az inerciarendszerben: a koordinátái az időben nem változnak. Viszont ha gyorsuló vonatkoztatási rendszerben valamit nyugvónak látunk, akkor az az inerciarendszerben gyorsul, azaz hat rá egy erő, ami kölcsönhatásból származik, és ezt a gyorsuló vonatkoztatási rendszerben ellensúlyozni kell egy tehetetlenségi erővel. – Szóval ebben a speciális esetben igaz a fenti észrevételed, ami miatt az előbb kioktattalak, lehet, hogy jóra gondoltál. Szóval igaz, hogy egy a gyorsuló vonatkoztatási rendszerben NYUGVÓ testre ható tehetetlenségi erő a kölcsönhatásból származó erőket éppen ellensúlyozza.

> „Ezen gyorsulás a centripetális gyorsulás, melyre erőként is tekinthetünk, s hogy a forgó rendszer szempontjából a test nyugalomban legyen, de a nyugalom definíciója ne változzon az álló rendszeréhez képest, egy kifele ható ellenerőt (centrifugális erőt) kell feltételeznünk, mely a külső szemlélő szemszögéből értelmét veszti.”

Ő… Gyorsulást ne moss össze erővel (tudod, a krokodil zöldebb vagy hosszabb, aliasz hány méter egy kilogramm probléma). Másrészt itt már nagyon elbonyolódtak a dolgok…

Centripetális gyorsulás: az a gyorsulás egy testnek, ami a görbületi középpont felé mutat;

centripetális erő: az eredő erő centripetális gyorsulással párhuzamos komponense;

centrifugális gyorsulás: (maradjunk a helyváltoztatást nem végző, rögzített tengely körül forgó koordinátarendszereknél) a koordinátarendszer forgástengelyére merőleges, attól kifelé mutató, r*ω^2 nagyságú gyorsulása egy pontnak, ahol r a forgástengelytől mért távolság, ω a szögsebesség.