Kiertovoima

Kiertovoima on kiertävän referenssijärjestelmän mukaan havaittu ulospäin suuntautuva voima. Se ei ole todellinen voima inertiaalissa (eli suorassa) viitekehyksessä, vaan ilmiö, joka syntyy kun liikettä tarkastellaan kiertävän järjestelmän sisällä. Inertiaalissa viitekehyksessä kappaleen kiertäminen edellyttää todellista centripetaalista voimaa (esimerkiksi jännitystä, gravitaatiota tai normaaleja voimia), kun taas kiertovoima on tämän kiertymisen havaitsemista kiertävän kehyksen sisällä.

Matematiikkaa: Oletetaan kappaleen massaa m ja kiertymäakselin ympäri kulkeva angular velocity ω. Kiertovoima F_cf in rotating frame on F_cf = m ω × (ω × r) = m ω^2 r_perp, eli sen suuruus on F = m ω^2 R ja suunta on radiaalisti ulospäin suhteessa akseliin. Vastakohtana siihen inertiaalissa viitekehyksessä vallitsee centripetiaalinen voima, joka toimii kohti kiertymiskeskusta.

Suhteellisuus ja yhteys korrelaatioihin: Kiertovoima liittyy kiertovienteeseen yhdessä Coriolis-voiman kanssa, kun kiertävän järjestelmän sisällä tarkastellaan liikettä, jossa kappaleella on sekä kiertymää että liikeaallon nopeutta suhteessa järjestelmään. Eulerin voimaa ei yleensä huomioida jos kiertonopeus ω on vakio.

Esimerkkejä sovelluksista: Kiertovoimaa hyödynnetään ja havainnoidaan centrifugeissa, jossa liuottimet tai näytteet erotellaan pyörimisen avulla; kodin pyykinpesukoneissa ja pesukoneissa astiat tuntuvat ulospäin vetäviltä voimilta; avaruudessa kiertävän planeetan tai asuinympäristön luominen antaa keinotekoisen painovoiman käyttämällä vakivaa pyörimistä.

Kiertovoimaa käytetään yleisesti klassisessa mekaniikassa kiertävyysilmiöiden selitykseen Fysiikassa se liittyy kiertoliikkeeseen ja non-inertiaalisiin viitekehyksiin.