Näennäisvoima

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Näennäisvoima on klassisessa mekaniikassa epäinertiaalisesta koordinaatistosta johtuva, inertiaalisessa koordinaatistossa katoava voima. Tunnettuja näennäisvoimia ovat keskipakoisvoima, coriolisvoima ja erilaiset hitausvoimat.

Inertiaalikoordinaatisto on koordinaatisto, jossa vapaa kappale liikkuu tasaisesti. Inertiaalikoordinaatisto ei siis ole kiihtyvässä liikkeessä. Jos kappaleella on näennäisiä kiihtyvyyksiä, mutta ei vuorovaikutuksia ympäristön kanssa, voidaan päätellä havaitsijan koordinaatiston olevan epäinertiaalinen. Yleisen suhteellisuusteorian testeissä varmistettujen tulosten mukaan inertiaalikoordinaatistot ovat ns. vapaasti putoavia koordinaatistoja.

Epäinertiaaliseen eli kiihtyvään koordinaatistoon kiinnittynyt kappale kokee todellisen voiman ja sen mukaisen suuntautuneen jännitysgradientin. Tuollaisessa koordinaatistossa oleva havaitsija mittaa kaikille vapaasti putoaville kappaleille näennäisvoiman. Näennäisvoimalle leimallista on, ettei sille löydy vuorovaikutuksen mukaista vastavoimaa tarkasteltaessa suljettua järjestelmää, jonka yhteinen liiketila säilyy vapaakappaletarkastelussa. Myös vuorovaikutuksen alaiseen kappaleeseen voidaan kiinnittää havainnollistava näennäisvoima, kun halutaan korostaa kuinka kappale on erotettu vapaan pudotuksen liiketilastaan. Sellainen esimerkki on keskipakoisvoima, joka kuvaa keskihakuvoimalla poikkeutetun kappaleen taipumusta alimpaan energiatilaan ja vähimpään vaikutukseen eli inertiaaliseen liiketilaansa. Toinen esimerkki on paino, hitausvoima, joka kuvaa esimerkiksi maanpinnalla olevan kappaleen taipumusta vapaaseen putoamiseen maaperän aineen poistovoimien poikkeuttaessa sitä todellisella tukivoimallaan.

Näennäisvoima kohdistuu vuorovaikutustilanteessa samaan kappaleeseen kuin todellinenkin voima, mutta se ei ole Newtonin lakien mukainen vastavoima, sillä vuorovaikutuksen mukainen vastavoima kohdistuu aina vuorovaikutuksen toiseen osapuoleen. Inertiaalikoordinaatistossa todellisia voimia ja näennäisvoimia ei voi laskea yhteen tai käyttää samoissa laskutoimituksissa. Kiihtyvässä koordinaatistossa näennäisvoimia huolellisesti käyttäen voi päästä samaan laskutulokseen kuin vuorovaikutusvoimillakin ja niin on tehtäväkin. Toisinaan kiihtyvän koordinaatiston ja näennäisvoimien käyttö helpottaa laskelmia; esimerkkeinä kalteva taso, heiluri ja vapaa momenttipiste.

Kappaleen sisäisen sidoksen vastavoimia voidaan kutsua reaktiivisiksi voimiksi samoilla nimillä kuin näennäisvoimat; esimerkiksi reaktiivinen keskipakoisvoima ja reaktiivinen hitausvoima. Nimitysten taustalla lienee reaktiivisten sidosvoimien ja näennäisvoimien yhteinen reaktiivinen luonteensa, tosin sidosvoimat inertiaalisessa ja näennäisvoimat kiihtyvässä koordinaatistossa tarkasteltuina.

Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.