4. Odstředivá — ta, co nikdy nevypne
Cokoliv, co jede zatáčkou, zrychluje, protože mění směr. Namiř to zrychlení do středu a máš dostředivý člen:
ad = ω × (ω × r) → |ad| = ω² r⊥míří na osu
kde r⊥ je kolmá vzdálenost od osy — složka r podél osy nepřispívá vůbec ničím, a proto hmota sedící přesně na ose otáčení necítí nic, ať se točí sebevíc.
Sílu, která to má vyvolat, musí něco skutečného dodat: rameno, šrouby, ložisko. Zvenčí to vypadá, jako by něco hmotu vymršťovalo ven — a to je „odstředivá síla", totéž číslo s opačným znaménkem, poctivé, dokud si pamatuješ, na které straně rovnice zrovna jsi.
Proč tak rychle převládne
Roste s druhou mocninou rychlosti. Skoro všechno ostatní na stroji bývá v něčem lineární, takže jakmile začne být rychlost zajímavá, odstředivá vyhrává:
- Zápěstí robotu 0,6 m od osy, otáčení 180 °/s: ω = 3,14 rad/s, a = 5,9 m/s² — 0,6 g, už teď srovnatelné s tíhou.
- Totéž zápěstí při 540 °/s: 53 m/s², pět a půl g. Ložisko teď vidí šestinásobek svého statického zatížení a tíha se stala zaokrouhlovací chybou.
- Rotor 3000 1/min, 0,5 m od osy: 500 g. Na téhle úloze není nic, co by byla úloha o tíze.
Co to dělá s návrhem. Odstředivá síla je radiální, stálá a je jedno, jak
jemně jedeš. Určuje radiální zatížení ložiska a natahuje rameno — ale motor nestojí nic, protože
je kolmá na pohyb a nekoná práci. Kloub může být silně přetížený na stroji, který skoro nebere proud.