Keskuskiihtyvyys

Keskuskiihtyvyys on kiihtyvyys, joka kohdistuu kappaleen liikkeen kehän keskipisteeseen ympyrä- tai kaarreliikkeessä. Sen suuruus riippuu nopeudesta ja kiertokaaren säteestä. Mikäli kappale liikkuu tasaisella nopeudella ympyrää pitkin, keskuskiihtyvyys voidaan määritellä kaavalla a_c = v^2 / r. Vaihtoehtoisesti a_c = ω^2 r, missä ω on kulmataajuus (rad/s) ja v = ω r.

Keskuskiihtyvyys on aina kohti kiertoradan keskustaa. Jos nopeus muuttuu, mukana voi olla myös tangentialinen kiihtyvyys, mutta tasaisessa ympyräliikkeessä tangential kiihtyvyys on nolla ja a_c ainoa kiihtyvyyden komponentti.

Fysiikassa keskuskiihtyvyys syntyy, kun kappaleeseen kohdistuva kokonaisvoima saa sen nopeuden suunnan muuttumaan kohti keskustaa. Tällainen nettoinvoima voi olla esimerkiksi gravitaatio Maan kiertoradalla, jännitys tietyssä köydessä tai kitka kaarteessa. Esimerkkejä: planeetat kiertävät Aurinkoa gravitaation vaikutuksesta kohti keskusta, auto kaarteessa saa tienpinnan kitkan tuottaman kiertovoiman, ja vesiputkesta tai palkista riippuvissa sovelluksissa jännitys tai lujittaminen toimii keskuskiihtyvyyden aiheuttajana.

Keskuskiihtyvyys on keskeinen käsite sekä orbital- että ajoneuvo- ja rakennesuunnittelussa. Sen suuruus määräytyy nopeuden ja säteen mukaan, ja sitä voidaan ilmaista sekä v- että ω-perusteisesti. Se ei sinänsä ole erillinen voima, vaan kyseessä on kiihtyvyys, jonka suunta on aina kohti ympyrän keskustaa; rotating-ruuduissa voidaan puhua myös huomioon otettuna kääntymisvoimana, mutta käytännössä keskuskiihtyvyys on todellinen vaikutus kappaleen liikkeessä.