Fiktiv kraft . 25.08.2018

 Fiktiv kraft defineres som: "Kraft uten motkraft".  Kanskje må en også ta med; "i det aktuelle referansesystemet". 

 Jeg lagde en tenkt modell hvor jeg hengte opp en kule i lange strikker, i et tog som hadde en jevn bevegelse. Hvis en fester kulen med seks lange strikker  med justerbar kraft, så vil en kunne justere kulen til midten av systemet. Da har man et system hvor kulen gir inntrykk av vektløshet (som i romskip), men bare helt i starten av bevegelsen.

Hvis man påfører kulen en kraft, vil den bevege og oppføre seg som om den var i et romskip. Den vil også (før strikkene strammer seg) følge Newtons lover.

Men hvis toget bremser, øker farten,  svinger  eller kjører inn i en bakke, så vil kula også  bevege seg. Dette er sett fra toget. I virkeligheten fortsetter den bare i samme bane som den hadde  på forhånd (sett utenfra).

La oss ta noen detaljer.  

Ved starten når toget går rettlinjet og jevnt, er det bare gravitasjonen som må kompenseres. Strikken må dra oppover, altså er kraften reell (kraft og motkraft). Hvis toget kjører inn i en oppover-bakke, så beveger kula seg nedover trukket av en fiktiv kraft.

Det neste er at toget bremser. Da prøver kula å bevege seg forover i toget, og kula utsettes for en fiktiv kraft forover. Tilsvarende hvis toget aksellererer, vi får fiktiv kraft på kula  bakover i toget.

I svinger vil vi  få en fiktiv kraft motsatt svingretningen, sentrifugalkraft.

Men hva hvis toget faller fritt?  Da vil kula (uten vertikale strikker) stå stille. Hvis vi bremser fallet på toget med en kraft tilsvarende tyngdekraften? Da trekkes kula nedover med en fiktiv kraft tilsvarende tyngdekraften (sett fra vogna). Er dermed gravitasjonen (tyngdekraften) en fiktiv kraft. Ja, sett (følt) fra vogna.

 

 

Krefter som oppstår på et tog som forandrer fart eller retning. Gjelder bare i startpunktet, når strikkene strammer seg, blir kreftene reelle (og etterhvert null) sett fra toget. Strengt tatt kunne kula bare henges i en strikk.

Dette med fiktiv kraft krever konsentrasjon og presisjon. Dessuten krever det en presis definisjon.

Ovenstående skisse gjelder bare i det korte øyeblik da kula starter bevegelsen. Det er da den "svever" fritt. Hvis strikkene fikk stabilisert seg i en sving og stoppet kulas bevegelse utover i svingen, hva heter da den kraften som virker på strikken?  Sentrifugalkraft???

Fiktivitet.En hodepine for mange.

Hvis matpakken som ligger på togkupebordet seiler ned på gulvet i en krapp kurve, så er den utsatt for en sentrifugalkraft. Dette er en fiktiv kraft fordi det ikke er en kraft som virker på matpakken. Den bare fortsetter i sin rette bane. Uheldigvis for matpakken velger altså toget en ny retning. Dette har jeg fra et stykke Helmuth Ormestad skrev i Store Norske leksikon.

Men så enkelt er det ikke. Det er mye debatt og uenighet om fenomenet og tydelig flere forståelser i lærebøkene. Det er også en tendens til å forklare tingene fra forskjellige "referansesystemer".  Dette kan nok stemme ut fra en vitenskapelig terminologi, men er vanskelig for legfolk å følge med på.

Jeg hørte fra en professor at dette med fiktiv kraft og navnene på disse er bestemt ved en konvensjon. Det betyr at en forsamling har bestemt at sånn er det. Men jeg fikk ingen kilde hverken til konvensjonsgruppen eller det de hadde bestemt.

Matpakken kan også falle på gulvet på grunn av bremsing eller aksellerasjon. Trolig fiktive krefter det også. Kanskje unødvendig med navn på disse kreftene? Men sentrifugalkraften hadde vi som barn et klart forhold til, selv om vi brukte et feil navn.

Derfor er bildet under, et skriftstykke (trolig av Trygve Holtebekk) fra Ascehougs konversasjonsleksikon, interessant å lese fordi det understreker at det har vært misforståelser om dette med sentrifugalkraft i lang tid. Det er ikke utenkelig at også dagens studenter kan ha litt vranglære som kan volde problemer for dem? Og professorene, skjønner de det? Kan de forklare det?

Uansett faller matpakken på gulvet, kanskje spredd med smørsiden ned!   Da er det bare ett ord som gjelder!

Om sentrifugalkraften, Aschehougs Konversesjonsleksikon. (Hvorfor heter det konversasjonsleksikon? Hvis en slår opp noe så har man facit og all konversasjon stopper. Ikke lenger noe å snakke om.)