ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಎಂದರೇನು?#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿವ್ವಳ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಇದು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಿಲ್ಲದೆ, ವಸ್ತುವು ನೇರ ರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

• ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿಜವಾದ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಅದು ಸಂಪರ್ಕ ಬಲವಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಸಹ.
• ಇದು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ.
• ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವು ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಅದನ್ನು ವೃತ್ತದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
• ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಚಿಕ್ಕದಾದಷ್ಟೂ, ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ

ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು:

$$ F_c = mv^2/r $$

ಎಲ್ಲಿ:

• F$_c$ ಎಂಬುದು ನ್ಯೂಟನ್ಗಳಲ್ಲಿ (N) ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಾಗಿದೆ
• m ಎಂಬುದು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ (kg) ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ
• v ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ (m/s) ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವಾಗಿದೆ
• r ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ (m) ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯವಾಗಿದೆ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದ್ದು, ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿಜವಾದ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಉದಾಹರಣೆಗಳು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಇರುವ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಇದು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಅನೇಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ. ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

1. ವಕ್ರರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ಹೋಗುವ ಕಾರು#

ಕಾರೊಂದು ವಕ್ರರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ಹೋದಾಗ, ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಟೈರ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಾರು ವೇಗವಾಗಿ ಹೋದಷ್ಟೂ, ಕಾರು ರಸ್ತೆಯಿಂದ ಜಾರಿಹೋಗದಂತೆ ಇರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು.

2. ದಾರದಲ್ಲಿ ಚೆಂಡನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವ ವ್ಯಕ್ತಿ#

ವ್ಯಕ್ತಿಯೊಬ್ಬರು ದಾರದಲ್ಲಿ ಚೆಂಡನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದಾಗ, ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ದಾರದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವ ತನ್ಯತೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದಾರವು ಉದ್ದವಾದಷ್ಟೂ, ಚೆಂಡು ದೂರ ಹಾರಿಹೋಗದಂತೆ ಇರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು.

3. ಸೂರ್ಯನನ್ನು ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವ ಗ್ರಹ#

ಗ್ರಹವೊಂದನ್ನು ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವಂತೆ ಇರಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಸೂರ್ಯನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂರ್ಯನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ಕಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಗ್ರಹವು ವೇಗವಾಗಿ ಪರಿಭ್ರಮಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

4. ಭೂಮಿಯನ್ನು ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವ ಉಪಗ್ರಹ#

ಉಪಗ್ರಹವೊಂದನ್ನು ಭೂಮಿಯ ಸುತ್ತ ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವಂತೆ ಇರಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಪಗ್ರಹವು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಎಷ್ಟು ಎತ್ತರದಲ್ಲಿದೆಯೋ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಬಲವು ಅಷ್ಟು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ಕಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಉಪಗ್ರಹವು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಪರಿಭ್ರಮಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

5. ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ ಹೋಗುವ ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್#

ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ ಲೂಪ್ನಲ್ಲಿ ಹೋಗುವಂತೆ ಇರಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ನಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ ವೇಗವಾಗಿ ಹೋದಷ್ಟೂ, ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ನಿಂದ ದೂರ ಹಾರಿಹೋಗದಂತೆ ಇರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು.

ಇವು ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಮಾತ್ರ. ಪ್ರಕೃತಿ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಅನೇಕ ಇತರ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರ#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ನೀಡಲಾಗಿದೆ:

$$F_c = mv^2/r$$

ಎಲ್ಲಿ:

• $F_c$ ಎಂಬುದು ನ್ಯೂಟನ್ಗಳಲ್ಲಿ (N) ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಾಗಿದೆ
• $m$ ಎಂಬುದು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ (kg) ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ
• $v$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ (m/s) ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವಾಗಿದೆ
• $r$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ (m) ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ತ್ರಿಜ್ಯವಾಗಿದೆ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರವು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ನೇರ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ತ್ರಿಜ್ಯಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ವಸ್ತುವು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ ಅಥವಾ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರದ ಅನ್ವಯಗಳು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರವನ್ನು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

• ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಮನೋರಂಜನಾ ಉದ್ಯಾನದ ಸವಾರಿಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ
• ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಗಳ ಮೇಲಿನ ಬಲಗಳ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ
• ತಿರುಗುವ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿನ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲಿನ ಬಲಗಳ ನಿರ್ಧಾರ
• ಗ್ರಹಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಖಗೋಳ ವಸ್ತುಗಳ ಚಲನೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರವು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವಾಗಿದ್ದು, ದೈನಂದಿನ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್, ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಇತರ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಶಿಸ್ತುಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಸೂತ್ರದ ವ್ಯುತ್ಪತ್ತಿ#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಇರುವ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಇದು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅದರ ವೇಗದ ವರ್ಗದಿಂದ ಗುಣಿಸಿ ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯದಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದರೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸೂತ್ರ#

$$F_c = mv^2/r$$

ಎಲ್ಲಿ:

• $F_c$ ಎಂಬುದು ನ್ಯೂಟನ್ಗಳಲ್ಲಿ (N) ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಾಗಿದೆ
• $m$ ಎಂಬುದು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ (kg) ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ
• $v$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ (m/s) ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವಾಗಿದೆ
• $r$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ (m) ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯವಾಗಿದೆ

ವ್ಯುತ್ಪತ್ತಿ#

ನ್ಯೂಟನ್ನ ಎರಡನೇ ಚಲನ ನಿಯಮದಿಂದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಅದು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿವ್ವಳ ಬಲವನ್ನು ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದರೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುವೊಂದು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷವು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ವರ್ಗವನ್ನು ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯದಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದರೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ನಿವ್ವಳ ಬಲವೂ ಸಹ ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರಬೇಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅದರ ವೇಗದ ವರ್ಗದಿಂದ ಗುಣಿಸಿ ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯದಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದರೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು.

ಈ ಬಲವೇ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ#

1 ಕೆಜಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ವಸ್ತುವೊಂದು 2 ಮೀಟರ್ ತ್ರಿಜ್ಯದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ 3 ಮೀ/ಸೆ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ ಎಷ್ಟು?

$$F_c = mv^2/r$$

$$F_c = (1 kg)(3 m/s)^2/2 m$$

$$F_c = 4.5 N$$

ಆದ್ದರಿಂದ, ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು 4.5 N ಆಗಿದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಏಕಮಾನ#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಏಕಮಾನವು ನ್ಯೂಟನ್ (N) ಆಗಿದೆ, ಇದು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಏಕಮಾನ ಪದ್ಧತಿಯಲ್ಲಿ (SI) ಬಲದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಏಕಮಾನವಾಗಿದೆ.

ಏಕಮಾನದ ವ್ಯುತ್ಪತ್ತಿ

ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ನೀಡಲಾಗಿದೆ:

$$F_c = mv^2/r$$

ಎಲ್ಲಿ:

• $F_c$ ಎಂಬುದು ನ್ಯೂಟನ್ಗಳಲ್ಲಿ (N) ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಾಗಿದೆ
• $m$ ಎಂಬುದು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಲ್ಲಿ (kg) ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಾಗಿದೆ
• $v$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ (m/s) ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವಾಗಿದೆ
• $r$ ಎಂಬುದು ಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ (m) ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ತ್ರಿಜ್ಯವಾಗಿದೆ

ಈ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ, ನಾವು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಏಕಮಾನವು ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು:

$$N = kg \cdot m/s^2$$

ನ್ಯೂಟನ್ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಏಕಮಾನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಬಲವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ದಿಕ್ಕು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ದಿಕ್ಕು ಯಾವಾಗಲೂ ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕು ಯಾವುದೇ ಇರಲಿ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ನೀವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಹಂತಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು:

1. ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ.
2. ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರಕ್ಕೆ ರೇಖೆಯನ್ನು ಎಳೆಯಿರಿ.
3. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಈ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ, ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲಗಳು ಎರಡು ಬಲಗಳಾಗಿವೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಗೊಂದಲಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವೆರಡೂ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಚಲನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ್ದರೂ, ಅವು ನಿಜವಾಗಿ ಸಾಕಷ್ಟು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುವ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಇದು ಯಾವಾಗಲೂ ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಮಾಣವು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅದರ ವೇಗದ ವರ್ಗದಿಂದ ಗುಣಿಸಿ ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯದಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದರೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.

$$F_c = mv^2/r$$

ಎಲ್ಲಿ:

• Fc ಎಂಬುದು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ
• m ಎಂಬುದು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ
• v ಎಂಬುದು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗ
• r ಎಂಬುದು ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯ

ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವಿಲ್ಲದೆ, ವಸ್ತುವು ನೇರ ರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ದೂರ ಹಾರಿಹೋಗುತ್ತದೆ.

ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲ

ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುತ್ತಿರುವಂತೆ ಕಾಣಿಸುವ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಇದು ನಿಜವಾದ ಬಲವಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಜಡತ್ವದ ಬಲವಾಗಿದೆ. ಜಡತ್ವದ ಬಲಗಳು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಬಲಗಳಾಗಿವೆ.

ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

$$F_c = -mv^2/r$$

ಎಲ್ಲಿ:

• Fc ಎಂಬುದು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲ
• m ಎಂಬುದು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ
• v ಎಂಬುದು ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗ
• r ಎಂಬುದು ವೃತ್ತದ ತ್ರಿಜ್ಯ

ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಇದು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸಬಹುದು.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲಗಳ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

• ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲ:
  • ಗ್ರಹವನ್ನು ಸೂರ್ಯನ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುವ ಬಲ
  • ಕಾರನ್ನು ವಕ್ರರೇಖೆಯಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿಸುವ ಬಲ
  • ದಾರದಲ್ಲಿ ಚೆಂಡನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಎಳೆಯುವ ಬಲ
• ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲ:
  • ಕಾರು ತೀಕ್ಷ್ಣವಾಗಿ ತಿರುಗಿದಾಗ ವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಾರಿನಿಂದ ಹೊರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುವ ಬಲ
  • ತಿರುಗುತ್ತಿರುವ ಬಕೆಟ್ನಿಂದ ನೀರನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುವ ಬಲ
  • ತಿರುಗುತ್ತಿರುವ ಟೈರ್ನಿಂದ ಕೆಸರನ್ನು ದೂರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುವ ಬಲ

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲಗಳು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಚಲನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಬಲಗಳಾಗಿವೆ. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುವ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದ ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುತ್ತಿರುವಂತೆ ಕಾಣಿಸುವ ಬಲವಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅಪಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಅನ್ವಯಗಳು#

ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಬಲವಾಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ವೃತ್ತದ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಇದು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದ್ದು, ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಕೆಲವು ಗಮನಾರ್ಹ ಅನ್ವಯಗಳು ಇಲ್ಲಿವೆ:

1. ರಸ್ತೆಗಳ ಬ್ಯಾಂಕಿಂಗ್:#

ವಕ್ರರೇಖೆಯ ರಸ್ತೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ವಾಹನಗಳ ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ರಸ್ತೆಯ ಹೊರ ಅಂಚನ್ನು ಒಳ ಅಂಚಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಸ್ತೆಗಳ ಈ ಬ್ಯಾಂಕಿಂಗ್ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಾಹನಗಳು ಹೊರಕ್ಕೆ ಜಾರಿಹೋಗುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಕೂಲಿಸುತ್ತದೆ.

2. ವಾಹನ ತಿರುವುಗಳು:#

ವಾಹನವೊಂದು ತಿರುಗಿದಾಗ, ಅದನ್ನು ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಟೈರ್ಗಳು ಮತ್ತು ರಸ್ತೆಯ ಮೇಲ್ಮೈ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಹನವು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಘರ್ಷಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

3. ಮನೋರಂಜನಾ ಉದ್ಯಾನದ ಸವಾರಿಗಳು:#

ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಫೆರಿಸ್ ಚಕ್ರಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಮನೋರಂಜನಾ ಉದ್ಯಾನದ ಸವಾರಿಗಳು, ರೋಮಾಂಚಕ ಅನುಭವಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸವಾರಿಗಳ ಟ್ರ್ಯಾಕ್ಗಳು ಅಥವಾ ರಚನೆಗಳು ಪ್ರಯಾಣಿಕರನ್ನು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅವರು ತಿರುವುಗಳು, ತಿರುವುಗಳು ಮತ್ತು ಲೂಪ್ಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ.

4. ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿರುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳು:#

ಭೂಮಿಯನ್ನು ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಡುತ್ತವೆ, ಅದನ್ನು ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಲವು ಉಪಗ್ರಹಗಳನ್ನು ಗ್ರಹದ ಸುತ್ತಲಿನ ಅವುಗಳ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪಥಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳು ಸಂವಹನ, ಹವಾಮಾನ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ದೂರ ಸಂವೇದನೆಯಂತಹ ವಿವಿಧ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

5. ವಾಷಿಂಗ್ ಮೆಷಿನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಪಿನ್ ಡ್ರೈಯರ್ಗಳು:#

ವಾಷಿಂಗ್ ಮೆಷಿನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಪಿನ್ ಡ್ರೈಯರ್ಗಳು ಸ್ಪಿನ್ ಸೈಕಲ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಟ್ಟೆಗಳಿಂದ ನೀರನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ತಿರುಗುವ ಡ್ರಮ್ ಬಲವಾದ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ನೀರನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಡ್ರಮ್ನ ರಂಧ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಒಣಗಿಸುತ್ತದೆ.

6. ಗ್ರಹಗಳ ಚಲನೆ:#

ಸೌರಮಂಡಲದಲ್ಲಿ, ಗ್ರಹಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲದ ಕಾರಣದಿಂದ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಪರಿಭ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಬಲವು ಗ್ರಹಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಸಂಬಂಧಿತ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತದೆ, ಸೌರಮಂಡಲದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

7. ವಕ್ರರೇಖೆಗಳಲ್ಲಿ ರಕ್ತದ ಹರಿವು:#

ರಕ್ತವು ರಕ್ತನಾಳಗಳ ವಕ್ರ ವಿಭಾಗಗಳ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವಾಗ, ಧಮನಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಿರೆಗಳಂತಹವುಗಳ ಮೂಲಕ, ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ಅಗತ್ಯವಾದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ರಕ್ತವು ಕುಗ್ಗದಂತೆ ಅಥವಾ ಹೊರಕ್ಕೆ ಹರಿಯದಂತೆ ತಡೆಯಲು ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ.

8. ಕ್ರೀಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಅಥ್ಲೆಟಿಕ್ಸ್:#

ವಿವಿಧ ಕ್ರೀಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಅಥ್ಲೆಟಿಕ್ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಕುಶಲತೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೈ ಜಂಪ್ ಮತ್ತು ಪೋಲ್ ವಾಲ್ಟ್ನಲ್ಲಿ, ಅಥ್ಲೀಟರುಗಳು ಅಡ್ಡ ವೇಗವನ್ನು ಲಂಬ ಚಲನೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬಾರ್ ಅನ್ನು ದಾಟಲು ಅಭಿಕೇಂದ್ರ ಬಲವನ್ನು ಬಳ