
Keskipakovoimasta
Keskipakovoimalla tarkoitetaan näennäistä voimaa, jonka esimerkiksi kaarretta ajavan auton matkustaja havaitsee. Hänelle syntyy mielikuva kuin jokin voima työntäisi häntä ulkokaarteen suuntaan. Keskipakovoima ei kuitenkaan ole todellinen voima siinä mielessä mitä voimalla fysiikassa tarkoitetaan. Keskipakovoimaan ei liity vuorovaikutusta eikä toista osapuolta; toisin sanoen, keskipakovoimalla ei ole vastavoimaa.
Ulkokaarretta kohti siirtyminen johtuu matkustajan hitaudesta, hän pyrkii jatkamaan liikettään suoraan. Auto kuitenkin kohdistaa matkustajaan kitkasta ja tukivoimasta koostuvan kosketusvoiman, joka muuttaa hänen liikettään saaden aikaan normaalikiihtyvyyden sisäkaarteen suuntaan. Tämän voiman matkustaja tuntee. Harhakuva keskipakoisvoimasta syntyy siitä, että matkustaja ei hahmota olevansa kiihtyvässä liikkeessä, vaan hän intuitiivisesti mieltää itseensä kohdistuvien voimien olevan tasapainossa. Hän tuntee kohti sisäkaarretta suuntautuvan kosketusvoiman, ja kuvittelee sen tasapainottamiseksi ulkokaarteeseen suuntautuvan keskipakoisvoiman.
Ilmiön on jokainen omakohtaisesti havainnut, ja keskipakovoima-käsitettä käytetään surutta ei-tieteellisissä teksteissä ja arkipuheessa. Tästä syntyy oppilaalle suuri houkutus käyttää keskipakovoimaa ja kuviteltua voimien tasapainoa fysikaalisten tilanteiden tulkintaan.
Lisämausteen antaa se, että keskipakovoimaa (ja muita näennäisvoimia) käytetään apuvälineinä soveltavan tieteen piirissä, kuvaamaan pyörivässä (tai yleisemmin kiihtyvässä) koordinaatistossa kappaleeseen vaikuttavia näennäisiä voimia, silloin kun tämänkaltainen tarkastelu helpottaa asioita. Esimerkiksi meteorologiassa havainnoidaan ja ennustetaan ilmamassojen liikkeitä Maan pinnan suhteen, ja silloin on kätevää käsitellä Maan pyörimisen aiheuttama vaikutus ilman liikkeeseen näennäisinä voimina. Paljon hankalampaa olisi siirtää tarkastelu Maan ulkopuoliseen koordinaatistoon.
Kiihtyviä koordinaatistoja ei kuitenkaan tarkastella koulufysiikassa. Lepokoordinaatissa pätevän Newtonin lakien mukaisen dynamiikan ymmärtäminen riittää, ja on sellaisenaan aivan tarpeeksi haasteellista. On myös syytä rajata voimakäsite tarkoittamaan vain todellisia, vuorovaikutuksiin liittyviä voimia. Tässä viitekehyksessä keskipakovoimaa yksiselitteisesti ei ole olemassa. Joidenkin fysiikan pedagogien mielestä keskipakovoimaa (ja virhekäsityksiä yleensä) ei pitäisi lainkaan mainita opetuksessa. Kuitenkaan oppilaat eivät voi välttyä törmäämästä käsitteeseen ja sen fysikaalisesti uskottavan oloiseen käyttöön (kts. esim. Karting-auton ajo-ominaisuudet, Luonnonvoimat pitävät auton tiellä). Jos opetus ei ota kantaa keskipakovoimaan, oppilaan voi olla vaikea omin neuvoin ymmärtää, miksi keskipakovoima ei ole yhteensopiva koulussa opetettavan dynamiikan kanssa.
Keskipakovoimaan täytyy suhtautua kuten aristoteliseen dynamiikkaan, ei salaillen vaan perustellen miksi keskipakovoima ei sovi newtonilaiseen käsitykseen liikkeestä ja voimista. Oppilaille pitää selvittää, mistä väärään tulkintaan johtava havainto keskipakovoimasta johtuu. Jos dynamiikan perusteet on käsitelty kuten 1. kokonaisuudessa, oppilaiden pitäisi osata etsiä voimaa vastaava vuorovaikutus ja sen osapuolet. Keskipakovoiman tapauksessa vuorovaikutusta ja toista osapuolta ei löydy, joten aidon voiman tunnusmerkistö ei täyty.
http://www.courses.physics.helsinki.fi/ope/opelab/kokon_1_3/luento.html