Tvärtemot centrifugalkraft: Uppkrafternas förflyttning avgör
Publicerad: Den här historien börjar, lite överraskande, med Fridtjof Nansen, norrmannen som missade Nordpolen. Året var Nansen hade låtit sitt fartyg, Fram, frysa fast i isen nordost om Tajmyr, i hopp om att komma till Nordpolen med vindarna. Men tyvärr, drivisen följde inte vindriktningen. Dess bana böjde av åt höger. Nansen kom aldrig fram. Det var jordens rotation som spökade. Som allt annat försöker isen röra sig rakt fram längs en rät linje. Men under isen snurrar jorden. I förhållande till jordytan rör sig därför isen snett åt höger. Detta kallas Corioliskraften, efter fransmannen som kom på det. Alla som försökt promenera från mitten till kanten på en karusell har känt av Corioliskraften. Precis som centrifugalkraften är det ingen äkta kraft, bara en naturlig följd av att karusellen snurrar. Men i den långa polarnatten funderade han på vad som hände under isen. Skulle vattnet som drogs med av isen i sin tur böja av åt höger i förhållande till isen?
Fysik och astronomi
Frågan ställdes av Per. Vi kan tolka denna som att massa och energi inte är två olika saker, utan att massa utgör en energiform. Ljushastigheten i kvadrat är i så fall en konverteringsfaktor mellan de två. Ungefär som vi konverterar en sträcka i meter till mil, eller en kostnad från kronor till euro, genom att multiplicera med en växelkurs. Så lite massa innehåller så att säga mycket energi. Den mesta av vilomassan i vilken kropp som helst, till exempel en människokropp finns i atomkärnorna, eftersom de står för majoriteten av vår massa. Protoner eller neutroner i kärnan väger ca gånger mer än elektronerna utanför, så nästan all vår massa och energi bor i kärnan. Alla former av energiuttag från en kropp kommer minska dess massa en aning. Om en kopp med kaffe kallnar, så kommer dess massa att minska lite. Men det är mindre än nanogram i skillnad eftersom konverteringsfaktorn är så stor som nämnt ovan. Även kemiska reaktioner som frigör energi kommer minska massan en aning.
Jag sitter och kämpar med samma uppgift, och får ingen klarhet i fråga a. Uppenbarligen påverkas hon av tyngdkraften och normalkraften uppåt från bänken, dessa är motkrafter. Eftersom hon rör sig i en cirkelbana med vad vi kan anta är en konstant hastighet påverkas hon av en centripetalkraft som pekar inåt mot karusellens mitt. Utsätts Lisa också för någon friktionskraft från underlaget? Vilken riktning har den vektorn? I ett exempel från min fysikbok med en bil som kör i en kurva har man ritat friktionskraften inåt mot kurvans mitt. Exemplet borde väl även vara applicerbart här? Vad kan man då säga om friktionskraften, är den bara ett annat namn för centrifugalkraften? Eller är den en annan kraft, som är lika stor och har samma riktning som centrifugalkraften? Finns det någon centrifugalkraft utöver det? Om jag fattat det rätt påverkar inte centrifugalkraften föremålet i banan utan det föremål som ger upphov till centripetalkraften, i detta fall borde det då vara karusellen?
Tvärtemot centrifugalkraft:
Läsaren ställer berättigade frågor om svaret i facit, men lyckas inte heller förklara hur balanseringen går till. Det verkar vara lättare att cykla än att förstå varför det är så lätt. Publicerad Läsaren menar att om den förklaring som ges i tidningen skulle vara korrekt, borde det endast vara möjligt att cykla då man uppnått en viss hastighet. Han skriver att de krafter som verkar på en cyklist är tyngdkraften som verkar nedåt och uppkrafterna som kommer från de två hjulen. Om tyngdkraften och uppkrafterna verkar längs samma vertikala linje uppstår ett jämviktsläge. Den minsta avvikelse från detta tillstånd gör att cyklisten börjar falla åt något håll. Den huvudprincip som styr en cyklist är enligt läsaren alltså varken centrifugalkraften eller, som man hört från vissa håll, gyralkrafterna från hjulet, utan helt enkelt en förflyttning av uppkrafternas angreppspunkt. Med hjälp av styret ser cyklisten till att framhjulets uppkraft hela tiden hamnar så att den motverkar det fall som tyngdkraften strävar efter.