В чем отличие центростремительной силы от центробежной? Почему Луна не падает на Землю и не улетает прочь от Земли?
Центростремительная сила - это равнодействующая реальных действующих на тело сил, направленная к оси вращения.
Центробежная сила - фиктивная, придуманная, в природе не существующая. Математический приём для использования во вращающейся системе отсчёта законов Ньютона.
Луна не падает на Землю потому что у неё достаточно кинетической энергии чтобы не падать. Луна не улетает от Земли потому что у неё недостаточно кинетической энергии чтобы улететь.
на Луну, со стороны Земли, действует только ЕДИНСТВЕННАЯ сила - сила притяжения, других сил ФИЗИЧЕСКИ не существует Они придуманы только для облегчения вычислений.
Есть центростремительное ускорение Ац (название из-за направления к центру), а есть центробежная сила Fц от этого ускорения, но направленная от центра (Fц=-m*Aц). А вот сила, противостоящая центробежнои силе, называют центростемительнои, хотя эта сила имеет в каждом случае конкретное имя, либо-это сила притяжения к земле (в случае со спутниками на орбите), либо -это сила натяжения нити, удерживающая тело при вращении.
Любое тело, если на него не действуют внешние силы, движется равномерно и прямолинейно. Если что-то заставляет тело изменить скорость или направление движения, возникает сила инерции, которая стремится вернуть тело к прежнему направлению или скорости движения. Так вот, когда тело движется по окружности, то возникающая при этом сила инерции называется центробежной силой.
Но тело не может само по себе изменить направление и скорость движения. Для этого на него должна подействовать какая-то внешняя сила. Если эта сила заставляет тело двигаться по окружности, то она называется центростремительной силой. Например, это может быть сила притяжения Земли. Или сила натяжения верёвки.
Касательно Луны фишка вот в чём. Любое тело, если у него не хватает скорости, чтобы покинуть планету, вращается вокруг неё по эллипсу. Других вариантов нет. Упасть на Землю оно может только если теоретический эллипс, по которому оно должно вращается, пересекается с поверхностью Земли. Ну, например, если вы пнёте мячик, то он опишет в пространстве некую траекторию (которая является частью эллипса) и снова упадёт на землю. Если же эллипс целиком лежит вне поверхности Земли, то так и будет летать по нему.
Тут есть, однако несколько нюансов. Например, на низковысотных орбитах на спутник действует сила сопротивления верхних слоёв атмосферы, спутник постепенно замедляется и может со временем упасть на Землю. Луна же за счёт приливного эффекта постепенно отбирает энергию у Земли и отдаляется от неё, переходя на всё более высокие орбиты.
Обе фиктивные силы, отличаются направлением. Всегда противоположны и "присутствуют" одновременно. Центробежная сила это всегда "сила инерции", а центростремительная может быть любой, например, силой тяжести, или кулоновской силой, силой натяжения нити, ..или может быть результатом действия нескольких сил одновременно...
Луна не падает на Землю, потому что обе эти силы уравновешивают друг друга. Центробежная сила пытается оторвать Луну от Земли. А центростремительная, которой является в данном случае сила тяжести, заставляет Луну упасть на Землю, но в результате меняет только направление ее движения, то есть ее траекторию.
