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Comparison of the Conceptual Description of the Centrifugal Force in Physics and Earth Science Textbooks Used in Korea

Insik Hahn ^∗ · Shin Young Lee · Bo Kyung Min

Department of Science Education, Ewha Woman’s University, Seoul 120-750 (Received 2 August, 2010 : revised 4 October, 2010 : accepted 15 October, 2010)

Along with the centripetal force, the centrifugal force is a term widely used in high school physics, earth science textbooks and college textbooks to explain circular motions. However, many students and teachers can have misconceptions. The centrifugal force is not a real force, and historically the term ðcentrifugal forceñ has been used because of an incorrect understanding of the circular motion.

Because it can create unnecessary misconceptions for students, we examine physics textbooks that are widely used in high schools and colleges in Korea. Our study indicates that all the high school textbooks mention the centrifugal force whereas 75 % of the college introductory physics textbooks either do not use the term or recommend not using the term. Because of the difficulties associated with the centrifugal force, i.e. it can give wrong conceptual ideas to high school students and first year college students, more careful introduction of the force is needed.

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.40.Fk

Keywords: Centrifugal force, Centripetal force, Circular motion, Physics education, Textbook

∗

E-mail: ishahn@ewha.ac.kr

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Table 1. Survey of Korean high school Physics II textbooks on the centrifugal force.

Textbook

Is ðthe centrifugal

How the centrifugal force is explained No. of pages forceñ used in

textbook?

A Yes The centrifugal force is a kind of the inertia force, which seems to act on at the accelerating reference frame.

4

B Yes The centrifugal force is a virtual force, which seems to act on objects by an observer in a circular motion.

5

C Yes The centrifugal force is an inertial force, which an observer in a circular motion observes and its direction is the opposite to the centripetal acceleration.

5

D Yes The centrifugal force is a force, which acts on both observer and objects in a circular motion.

2

E Yes The centrifugal force is the inertia force with respect to the centripetal force, which acts on objects in a circular motion.

4

F Yes The centrifugal force is a virtual force and an inertial force, which an observer inside a car driving on a curved road feels his body pushing outward direction.

3

G Yes The centrifugal force is introduced as an inertia force, which is not a real force, to explain the motion of objects in circular motion (accelerating reference).

3

H Yes The centrifugal force is an inertia force, which acts only at the acceler- ating reference frame. It is a virtual force in circular motion.

3

I Yes The centrifugal force is a kind of the inertia force that acts in circular motion.

3

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Table 2. Survey of Korean high school Earth Science II textbooks on the centrifugal force.

Text Book

Is ðthe

How the centrifugal force is explained No. of pages centrifugal

forceñ used in textbook?

A Yes An object in a circular motion keeps the same speed due to the fact that there is the centrifugal force which has the same magnitude of the centripetal force, but the opposite direction.

3

B Yes The centrifugal force acts on mass on the earth due to the earth ro- tation. The gravity on an object is the sum of the universal gravity and the centrifugal force. The centrifugal force is the force which an observer on earth observes and its direction is the opposite to the cen- tripetal force and its magnitude is the same.

3

C Yes The gravity forms a shape reflecting the balance between internal grav- ity and centrifugal force. The gravity increases according to the square of latitude.

3

D Yes The centrifugal force exerts mass on the earth by rotation. The gravity is the sum of the universal gravity and the centrifugal force which is the outward direction from the earth. Therefore, the gravity is not toward the center of the earth. The centrifugal force tends to move objects away from the center in the circular motion.

2

E Yes The gravity acted on an object is the sum of the earth gravity and the centrifugal force. The direction of the centrifugal force is the perpen- dicular to the axis of the earth rotation.

2

F Yes The centrifugal force acts on all the objects on the surface of the earth due to the earth’ rotation. The ðrealñ gravity of an object is the sum of the gravity due to the earth and the centrifugal force.

3

Table 3. Survey of the centrifugal force in high school physics textbooks used in America, China, Germany, and Japan.

Is ðthe Textbook centrifugal

How the centrifugal force is explained No. of pages (Country) force ñused

in textbook?

A(America) Yes It explains about a centrifuge, not the centrifugal force. The centripetal force is a force that causes objects to move in a circular motion.

2

B(America) No It only explains about the centripetal force. N/A

C(America) No It only explains about the centripetal force. N/A

D(America) No It only explains about the centripetal force. N/A

E(China) No It only explains about the centripetal force. N/A

F(Germany) Yes It explains extensively about both the centrifugal force and the cen- tripetal force.

20

G(Japan) Yes The contents are very similar to the Korean physics textbooks. It has a separate chapter for the inertial force, which explains about the centrifugal force. The centrifugal force is used to explain forces acted upon objects in an elevator.

3

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Table 4. Survey of introductory physics textbooks that are widely used in Korea.

Publisher

Does the book use

Name of textbook ðthe centrifugal Some statements concerning (author) forceñ to explain of use of the centrifugal force

the circular motion?

College Physics

Bookshill No

(Giambattista et al.) Comprehension of Physics

CMG Book No

(compilation Committee) Conceptual Physics 9th Ed.

Hong Pub No

(Hewitt)

Conceptual Physics Fundamentals 3rd Ed.

Chung Bum No

(Hewitt) Introductory Physics:

wiley No

The book briefly mentioned

Building Understanding about the centrifugal force

(Touger) but recommends not to use it

Fundamentals of Physics

Wiley No

(Halliday, Resnick, and Walker) General Physics

Chung Bum No

(Physics Development Research Committee) General Physics

Kyo Mun Sa Yes

(D. G. Baik) New University Physics

Kyo Mun Sa Yes

(Seoul National University Compilation Committee) Physics

Wiley Prentice Hall No (Cutnell and Johnson)

Physics for Scientists and Engineers

McGraw-Hill No

(Tipler and Masca)

Physics for Scientists and Engineers:

Addison-Wesley No A Strategic Approach

(Knight) Physics Matters:

Wiley Macmillan No Introduction to Conceptual Physics

(Trefil and Hazen)

Physics Principles with Applications

Person education No

The book recommends

(Giancoli) not to use it

Principles of Physics

Thomson No The book recommends

(Serway and Jewett) not to use it

PSSC Physics

Kendall/Hunt Yes (Haber-Schaim et al.)

The Feynman Lectures on Physics:

Addison-Wesley Yes Mainly Mechanics, Radiation and Heat

(Feynman et al.) Understanding Physics

Wiley McGraw-Hill No (Cummings et al.)

University Physics with

Addison-Wesley No

The book

Modern Physics recommends not to

(Young and Freedman) use it

University Physics

Kyo Mun Sa Yes

(H. J. Mo et al.)

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[1] H. S. Leff, American Journal of Physics 70, 490 (2002).

[2] I. K. Kim, Ph.D. Thesis, Seoul National University, (1991).

[3] A. S. Koo, B. K. Ahn and I. G. Kim, J. Science Education Research 7, 79 (1990).

[4] M. J. Park, M. A. Thesis, Sookmyung Women’s Uni- versity (1995).

[5] J. Song, I. Kim, Y. Kim, S. Kwon, W. Oh and J.

W. Park, Science Misconception Map (Books-Hill, Seoul, 2004).

[6] D. Y. Jeong, M. A. Thesis, Seoul National Univer- sity (1990).

[7] W. Roth, K. B. Lucas, C. J. McRobbie, Int. J. Sci.

Educ. 23, 151 (2001).

[8] P. Vegting, in Proceedings of a Conference on Physics Education, edited by P. Lijnse (Netherlands, 1984), p. 290.

[9] J. W. Warren, Physics Education 6, 74 (1971).

[10] K. H. Lee, J. Y. Park, J. H. Shin and S. H. Song, J.

Korean Assoc. Res. Sci. Edu. 26, 475 (2006).

[11] Y. O. Sohn and Y. B. Park, J. Korean Assoc. Res.

Sci. Edu. 22, 740 (2002).

[12] S. I. Choi and H. H. Cho, J. Korean Assoc. Res. Sci.

Edu. 7, 19 (1987).

[13] D. S. Kook, Ph. D. Thesis, Seoul National University (1991).

[14] D. S. Kook, J. Korean Assoc. Res. Sci. Edu. 23, 592 (2003).

[15] J. Y. Joo, J. Korean Assoc. Res. Sci. Edu. 24, 1049 (2004).

[16] L. S. Lim, J. Korean Assoc. Res. Sci. Edu. 18, 473 (1998).

[17] J. W. Park and M. J. Park, J. Korean Assoc. Res.

Sci. Edu. 17, 149 (1997).

[18] J. H. Lee and J. W. Song, J. Korean Assoc. Res. Sci.

Edu. 26, 132 (2006).

[19] D. F. Collins, The Physics Today 42, 79 (2004).

[20] J. W. Warren, Phys. Edu. 6, 74 (1971).

[21] M. B. Savage and J. S. Williams, Phys. Edu. 24, 133 (1989).

[22] J. S. Park and H. H. Cho, J. Korean Assoc. Res. Sci.

Edu. 6, 35 (1986).

[23] H. H. Cho and S. I. Choi, J. Korean Assoc. Res. Sci.

Edu. 7, 1 (1987).