Legenda

symbool = grootheid, eenheid [symbool]

F_mpz = Middelpuntzoekende Kracht, Newton[N]

m = massa, kilogram [kg]

v = snelheid, meter per seconde [m/s]

r = straal, meter [m]

Toelichting

De middelpunt zoekende kracht is een verzamelnaam voor alle krachten die er voor zorgen dat de baan van een bewegend voorwerp wordt afgebogen. De eerste wet van Newton zegt ons dat zonder kracht een voorwerp blijft doorgaan op het pad waar het op zit. Om iets van richting te doen veranderen is er een kracht nodig. Wanneer de kracht ervoor zorgt dat de baan van een voorwerp krom of cirkelvormig is heb je te maken met een middelpunt zoekende kracht. De term F_mpz wordt aan alle krachten gegeven die een cirkelbaan (of deel daarvan) als gevolg hebben. Maar de kracht kan ook worden benoemd met de oorzaak. Hier volgen enkele voorbeelden:

• De aarde die om de zon draait in een cirkelbaan. Omdat een kracht voor een cirkelbaan zorgt (het effect) kan je spreken over F_mpz en die berekenen met de bovenstaande formule. Je kan ook kijken naar de oorzaak van de kracht. Dat is de gravitatie tussen de zon en de aarde. Je kan de zelfde kracht dus ook gravitatiekracht noemen en de formule voor de gravitatiekracht gebruiken.

• Een atleet die gaat kogelstoten draait een paar keer om zijn as voor hij de kogel loslaat. Tijdens het draaien gaat de kogel in een cirkelbaan (het effect) en wordt dus afgebogen door een F_mpz die je met de formule kan berekenen. De oorzaak is de spierkracht die de atleet levert om de bal vast te houden. Op het moment dat de atleet loslaat en de spierkracht/middelpuntzoekende kracht ophoud om te werken vliegt de kogel er recht vandoor.

De middelpunt zoekende kracht is afhankelijk van 3 dingen. Ten eerste is de massa van het voorwerp dat je in een cirkelbaan wilt krijgen belangrijk. Hoe zwaarder iets is hoe meer kracht er voor nodig is om de baan af te buigen. Ten tweede is de snelheid waarmee het voorwerp voorbij komt belangrijk. Hoe sneller het voorwerp gaat hoe korter je de tijd hebt om de verandering in de baan te maken. Je moet dus bij een sneller voorwerp een grotere kracht gebruiken om het van richting te doen veranderen. Dit is zelfs zo belangrijk dat de snelheid in het kwadraat staat. Dat betekend dat als een voorwerp 2 keer zo snel gaat je 2² keer zoveel kracht nodig hebt. Dat is 4 keer zoveel kracht. Op de zelfde wijze heb je voor een voorwerp dat 3 keer zo snel gaat een 9 keer zo grote kracht nodig. Het derde waar de kracht van af hangt is de afstand waarop een voorwerp zich bevind. Hoe verder weg hoe groter de cirkelbaan. Je hebt dan meer ruimte om de baan te veranderen en minder kracht nodig. Toename in massa en snelheid vergroten dus de kracht maar toename in afstand verkleint de kracht die nodig is voor een cirkelbaan.

Voorbeelden