Merkezkaç kuvveti nedir (Gerçekte var mı) Çözümlü Örnekleri

Bir araba, yatay bir dönemeçte \( 20 \, \text{m/s} \) sabit hızla \( 50 \, \text{m} \) yarıçaplı bir yörüngede dönmektedir. Sürücü, kendisini dönüş yönünün tersine doğru savruluyormuş gibi hisseder. Bu hissi yaratan ve arabanın dışından gözlemlenen bir eylemsizlik sisteminde tanımlanan kuvvet hangisidir? Bu kuvvetin büyüklüğü nedir? (Sürücünün kütlesi \( 70 \, \text{kg} \) olarak alınacaktır.)

💡 Bu problem, merkezkaç kuvveti kavramını anlamamızı sağlar. Sürücünün hissettiği kuvvet, eylemsiz referans sistemi ile ilişkilidir.

• ➡️ Adım 1: Referans Sistemini Belirleme
  Sürücü, arabanın içinde (dönen referans sistemi) olduğu için, kendisini dönme merkezinden dışarı doğru iten bir kuvvet hissediyormuş gibi algılar. Bu kuvvete merkezkaç kuvveti denir ve sadece dönen sistemlerde gözlemlenen bir eylemsizlik (sahte) kuvvetidir.
• ➡️ Adım 2: Merkezkaç Kuvvet Formülü
  Dönen sistemdeki merkezkaç kuvvetinin büyüklüğü, merkezcil kuvvetle aynı formülle hesaplanır, ancak yönü merkezden dışa doğrudur: \( F_{merkezkaç} = m \frac{v^2}{r} \)
• ➡️ Adım 3: Değerleri Yerine Koyma
  \( m = 70 \, \text{kg} \), \( v = 20 \, \text{m/s} \), \( r = 50 \, \text{m} \)
  \( F_{merkezkaç} = 70 \times \frac{(20)^2}{50} = 70 \times \frac{400}{50} = 70 \times 8 \)
• ➡️ Adım 4: Hesaplama
  \( F_{merkezkaç} = 560 \, \text{N} \)

✅ Sonuç: Sürücünün hissettiği, dönüş yönünün tersine (dışa doğru) etki eden merkezkaç kuvvetidir ve büyüklüğü 560 Newton'dur. Bu kuvvet, arabanın dışındaki sabit bir gözlemci için gerçek bir kuvvet değildir; gerçek olan, sürücüyü daire üzerinde tutmaya çalışan merkezcil kuvvettir.