원심력, 구심력

원심력 = 어떤 A 물체를 돌릴때 A 가 밖으로 밀려나는 힘 =  m*v^2/r

구심력 = 어떤 A 물체를 돌릴때 A 가 안으로 (중심으로 가려는 힘) = - m*v^2/r

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원심력과 구심력

‘회전하는 계에서 관찰되는 원심력’은, ‘비관성좌표계에서 설명하기 위한 가상적인 힘이고, 실존하는 구심력’과 크기가 같고 방향이 반대이지만, 구심력과 작용 반작용 관계는 아니다. 회전하는 계에서 관찰했을 때는 원심력만 관찰될 뿐, 구심력은 관찰되지 않는다. 관성좌표계에서 관찰했을 때는 구심력과 이에 대한 반작용만 존재할 뿐, 원심력은 관찰되지 않는다. 즉, 좌표계에 따라 구심력과 원심력 중 하나만 관찰된다. 따라서 회전하는 물체의 운동을 설명할 때, 하나의 좌표계에서 (혹은 좌표계를 명시하지 않고) 구심력과 원심력을 동시에 언급하는 것은 오류이다.

또한, 구심력은 실제 존재하는 힘이나, 원심력은 다른 관성력과 마찬가지로 존재하지 않는 가상의 힘이다.

관성좌표계와 원심력

관성좌표계에서는 원심력은 관찰되지 않고, 구심력과 그 반작용만 존재한다. 관성좌표계에서는 원심력이란 개념을 사용해서는 안 된다. 공을 줄에 매달아 손으로 회전시키는 경우를 보자.

관성좌표계에서 관찰시, 회전하는 공에는 줄을 통하여 구심력이 작용되고 이로 인해 회전운동을 하게 된다. 그리고 작용 반작용 법칙에 따라 반작용력은 손에 전달된다. 이 반작용력은 공에 작용하는 것이 아니기 때문에 공의 운동을 설명하는 데 필요하지 않으며, 이를 원심력이라고 부르는 것은 잘못된 것이다.

[편집]원심력과 관련된 잘못된 설명들

• ‘원심력과 구심력은 서로 대응되는 힘이다’

좌표계에 따라 구심력과 원심력 중 하나만 관찰되기 때문에 잘못된 설명이다. 구심력은 실제 존재하는 힘이나, 원심력은 다른 관성력과 마찬가지로 존재하지 않는 가상의 힘이다.

• ‘원심력은 구심력과 작용 반작용 관계이다’

좌표계에 따라 구심력과 원심력 중 하나만 관찰되기 때문에 잘못된 설명이다. 관성좌표계에서 회전 운동을 설명할 때, 구심력의 반작용을 원심력이라 표현하는 것은 오류이다. 구심력의 반작용력은 회전하는 물체가 아닌 회전시키는 물체에 작용된다.

• ‘원심력과 구심력이 평형을 이루고 있어서 끈에 매달린 공이 안정적으로 회전운동을 하는 것이다’

좌표계에 따라 구심력과 원심력 중 하나만 관찰되기 때문에 잘못된 설명이다. 많은 경우 물체의 운동은 관성좌표계(정지좌표계)에서 설명하는 것이 직관적이고 단순하다. 관성좌표계를 기준으로 삼았을 때, ‘끈에 매달린 공은 관성 때문에 직선 운동을 하려 하나, 구심력이 작용하여 회전운동을 하게 된다’라고 설명해야 한다. 또한, ‘평형을 이루며 회전운동을 한다’는 것도 잘못된 개념이다. 만약 실제 존재하는 힘이 구심력과 평형을 이룬다면, 알짜힘은 0이 되어 물체는 직선운동하게 된다.

• ‘물체가 회전할 때에는 구심력이 작용하여 원운동을 하는데, 물체를 묶은 끈이 풀리게 되면, 원심력이 작용하여 물체가 직선으로 운동하게 된다’

좌표계에 따라 구심력과 원심력 중 하나만 관찰되기 때문에 잘못된 설명이다. 관성좌표계에서 설명할 때, 물체를 묶은 끈이 풀리게 되면 구심력이 더이상 작용하지 않아 관성에 의해 직선 운동하는 것이다. 따라서 올바른 설명은 ‘물체가 회전할 때에는 구심력이 작용하여 원운동을 하는데, 물체를 묶은 끈이 풀리게 되면, 구심력이 더이상 작용하지 않아 관성에 의해 직선 운동한다’이다.

http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9B%90%EC%8B%AC%EB%A0%A5#.EC.9B.90.EC.8B.AC.EB.A0.A5.EA.B3.BC_.EA.B5.AC.EC.8B.AC.EB.A0.A5