تعاریف اولیه

نيرو عبارت است يك فشار يا كششي است كه موجب حركت يا جنبش اشياء مي شود. هنگامي كه شما به يك صندلي فشار مي آوريد مقداري نيرو بر آن وارد مي كنيد و وقتي كه فشار را متوقف مي سازيد صندلي از حركت مي ايستد، اما فرض كنيد كه توپي را روي زمين مي غلتانيد پس از اينكه فشار را متوقف كرديد، باز هم به حركت خود ادامه مي دهد، چرا؟ اين پديده خاصيت فيزيكي ماده است  كه به وسيله اسحاق نيوتن اولين دانشمندي كه درباره فرضيه ي نيرو، نظرياتي اعلام نمود چنين توصيف شده است كه هرگاه شيئي در حالت سكون باشد هميشه ساكن است ولي اگر آن شيئي در حالت حركت يكسان در خط مستقيم باشد حركت آن ادامه دارد مگر اين كه با نيروي خارجي ديگري اين حالت تغيير پيدا كند كه باعث مي شود هر شيئي همان حركتي را كه دارد نگاه دارد. هر تكه از ماده داراي اين خاصيت مي باشد و به حركت خود در يك خط مستقيم و با سرعتي يك نواخت ادامه مي دهد مگر اينكه نيروي ديگري مسير حركت آن را تغيير دهد. مثال: اگر شما سوار اتوبوسي باشيد و راننده آن ناگهان ترمز كند بدن شما بعلت خاصيت فيزيكي ماده، به طرف جلو پرت مي شود و به همان سرعتي كه اتوبوس حركت مي كرده به حركت خود به طرف جلو ادامه مي دهيد.

نیرو گریز از مرکز

حال بپردازيم به بررسي نيروي گريز از مركز كه همه ما كم و بيش اين نيرو را تجربه كرده ايم. ما اين نيرو را هر وقتي كه شيئي در جاده اي منحني يا پيچ داري حركت مي كند ملاحظه مي كنيم. حال فرض مي كنيم كه شما در همان اتوبوس باشيد كه به طور ناگهاني از سر پيچ عبور مي كند در اين هنگام محتملاً خود را در حال خارج شدن از صندلي مي بينيد كه دليل اين حركت ناگهاني شما همان نيروي گريز از مركز مي باشد.

نيروي گريز از مركز را مي توان با به كار بردن فرضيه مذكور توصيف نمود. هنگامي كه اتوبوس دور مي زند، خاصيت فيزيكي ماده موجب مي شود كه جسم شما در خطي مستقيم به حركت در آيد و بنابران متمايل به حركت به طرف جلو و خارج از منحني مي شويد تا بتوانيد حركت مستقيم اصلي خود را نگاه داريد. به نظر مي رسد كه نيروي گريز از مركز پيوسته اشياء را به بيرون از خط منحني فشار مي دهد.

به همين سبب است كه غالباً جاده ها در اطراف پيچ ها كج و يك بر هستند و يا اين كه هواپيما ها هنگام دور زدن، يك بر مي شوند و يا هنگامي كه سوار دوچرخه هستيد شما به طرف داخل تكيه مي كنيد. اين اتكاء داخلي و اختلاف سطح در سر پيچ ها و حالت فرود هواپيما و غيره، در متوازن نمودن نيروي گريز از مركز كمك مي كنند وگرنه اشياء را به طرف خارج پرتاب خواهند نمود. اتكاء داخلي، ميل و گرايش حركت به طرف بيرون را متعادل ساخته و شما مي توانيد به خوبي دور بزنيد.

زمين و خورشيد را در نظر بگيريد، مي دانيد که زمين در مداري بيضي شکل به دور خورشيد در حال حرکت مي باشد. ميان خورشيد و زمين دو نيرو وجود دارد، يکي از اين نيروها نيروي گرانشي ميباشد که خورشيد زمين را به سمت خود مي کشد و همين طور زمين نيز خورشيد را به سوي خود مي کشيد. نيروي گرانش خورشيد نيروي مرکز گرا است که زمين را به سمت خود مي کشد و اگر نيروي ديگري بر زمين وارد نمي شد زمين به سمت خورشيد مي رفت و بر روي آن مي افتاد ولي چون يک نيروي گريز از مرکزي وجود دارد که نيروي گرانش خورشيد را خنثي مي کند زمين مي تواند در حالت تعادل به حرکت خود بر روي مدارش ادامه دهد. منشا نيروي گريز از مرکز زمين حرکت دوراني او مي باشد. اين نيروي گريز از مرکز متناسب با جرم زمين و توان دوم سرعت زمين است و نيز با فاصله زمين از مرکز مدارش نسبت عکس دارد. نيروي گريز از مرکز از رابطه زير محاسبه مي شود :
F=mv^2/R
که در آن F نيروي گريز از مرکز و m جرم جسم و v سرعت جسم و R فاصله جسم از مرکز مي باشد.
همان طور که از فرمول بالا مشخص است هر جسمي که داراي حرکت دوراني باشد، داراي يک نيروي گريز از مرکز نيز ميباشد . حال اگر اين نيروي گريز از مرکز با نيروي ديگري خنثي شود جسم در مسير حرکتش باقي خواهد ماند (مانند مثال زمين و خورشيد) ولي اگر نيروي گريز از مرکز توسط نيروي ديگري خنثي نشود جسم از مدار حرکتش خارج خواهد شد.

- منبع :  http://www.sszendehboudi.blogfa.com