Centripetální zrychlení v kyvadle: 5 důležitých faktů

V tomto článku bude krátce diskutováno téma „dostředivé zrychlení v kyvadle“ s 5 důležitými fakty. Zrychlení kyvadla není konstantní.

Na bobek kyvadla působí síla hledající střed, která je v technické formě známá jako odstředivá síla. Kyvadlo sleduje kruhovou dráhu. Zdá se totiž, že napětí struny v ohybu kyvadla se podřizuje kruhové dráze. V případě kyvadla bude zrychlení v místě odběru v poslední části struny.

Jaké je dostředivé zrychlení v kyvadle?

Centripetální zrychlení v kyvadle lze definovat jako charakteristiky pohybu kyvadla procházejícího dráhu po kruhové dráze a dostředivé zrychlení vždy ohlašované podle středu dráhy po kruhové dráze.

Z druhého Newtonova zákona můžeme vědět, že je přítomna odstředivá síla oznámená podle středu dráhy kruhovým způsobem, což je příslibem vazby pro pohyb kružnice.

Odvození dostředivá síla bude velmi jasné, až bude znám koncept druhého zákona Newtonova a dostředivého zrychlení.

Pro věc dostředivé zrychlení bude následovat konstantní rychlost v kruhovým způsobem, jehož poloměr je r. Potom lze výraz napsat jako,

Pro věc bude úhlová rychlost ω v kruhovém směru, jehož poloměr je r. Potom lze výraz napsat jako,

a = ω²r

Když věc jde od dostředivá síla na dostředivé zrychlení, vztah se řídí druhým Newtonovým zákonem.

F = ma

Projekt dostředivé zrychlení protože těleso je F a hmota, kterou hmota nese, bude m, v tom případě lze výraz napsat jako,

F = mv²

a,

F = mω²r

Problém:-

Malá pevná koule o hmotnosti asi 0.7 kilogramu je spojena provázkem. Míč se nepřetržitě otáčí v horizontálním kruhu nezměněnou rychlostí. Poloměr bude pro vodorovný kruh 0.5 metru. Pohyb kružnice pro frekvenci pevné koule bude 1.8 Hz.

1. Určete hodnotu dostředivé síly.

2. Určete velikost síly, která by byla potřebná k pohybu pevné koule dvojnásobnou rychlostí ve stejném kruhu.

Řešení:-

Uvedené údaje jsou,

Hmotnost (m) = 0.7 kg

Frekvence (f) = 1.8 Hz

Poloměr (r) = 0.5 metru

Víme, že výraz pro dostředivou sílu je,

Víme také, že

Takže,

F = 45 Newtonů

Projekt dostředivé zrychlení protože těleso je F a hmota, kterou hmota nese, bude m, v tom případě lze výraz napsat jako,

Z tohoto důvodu se hodnota rychlosti zdvojnásobí, pak se hodnota zrychlovací síly zvýší o faktor 2² = 4

Takže,

F = 4 x 45

f = 180 Newtonů

Malá pevná koule o hmotnosti asi 0.7 kilogramu je spojena provázkem. Míč se nepřetržitě otáčí v horizontálním kruhu nezměněnou rychlostí. Poloměr bude pro vodorovný kruh 0.5 metru. Pohyb kružnice pro frekvenci pevné koule bude 1.8 Hz.

1. Hodnota dostředivé síly je 45 Newtonů.

2. Množství síly, které by bylo zapotřebí k pohybu pevné koule dvojnásobnou rychlostí ve stejném kruhu, je 180 Newtonů.

Je dostředivé zrychlení v kyvadle konstantní?

Ne, dostředivé zrychlení v kyvadle se nemění.

Napětí a dostředivé zrychlení směřují ke středu kruhu. Čistá tangenciální síla vede k tečnému zrychlení. Dostředivé zrychlení není nikdy konstantní, ale pokud je poloměr oběžné dráhy, po které se objekt pohybuje, velmi velký a rychlost objektu je relativně menší než na zlomek sekundy nebo tak, lze dostředivé zrychlení považovat za konstantní hodnotu.

Jak zjistit dostředivé zrychlení v kyvadle?

Způsob nalezení dostředivé zrychlení v kyvadle je diskutováno níže,

Pro ohyb kyvadla bude hmotnost m, která je spojena s koncovou částí struny. Délka struny bude L a dostředivé zrychlení bude sledováno konstantní rychlostí v kruhu s poloměrem r. Úhel bude svírat struna θ

Bob kyvadla se pohybuje směrem k horizontále. Vertikální pohyb není pozorován v bobu, z tohoto důvodu musí být vertikální síla stejná. Potom lze výraz napsat jako,

T cosθ mg ….eqn (1)

Výsledná horizontální síla funguje jako dostředivá síla. Potom lze výraz napsat jako,

T sin θ = mv²/r….eqn (2)

Nyní dělení eqn (2) eqn (1)

Teď,

Porovnáním rovnice (3) a rovnice (4) můžeme napsat,

Dostředivé zrychlení v kyvadle je

Když je dostředivé zrychlení v kyvadle nulové?

V rovnovážné poloze má kyvadlo nulové zrychlení, to je místo, kde zrychlení začíná měnit znaménko, což znamená, že začíná zpomalovat.

Problém:-

Loď jede z X jmenovaného místa do Y jmenovaného umístěného rychlostí 30 metrů za sekundu v úseku nábřeží řeky. Nyní je poloměr pro vodorovnou kruhovou cestu asi 250 metrů.

Určete úhel náklonu, který je nutný k přilepení člunu při rychlosti pohybu bez jakéhokoli tření mezi povrchem člunu a vodou v řece.

Řešení:-

Uvedené údaje jsou,

Rychlost lodi (v) = 30 metrů za sekundu

Poloměr (r) = 250 metru

g = 9.81 metru za sekundu čtvereční

Pokud je přítomno tření, zaplatilo by se předplatné dostředivé síle a loď by se mohla pohybovat vyšší rychlostí. Nicméně necháváme, že tření je zde nulové.

Víme, že,

Loď jede z X jmenovaného místa do Y jmenovaného umístěného rychlostí 30 metrů za sekundu v úseku nábřeží řeky. Nyní je poloměr pro vodorovnou kruhovou cestu asi 250 metrů.

Úhel náklonu potřebný k přilepení člunu při rychlosti pohybu bez jakéhokoli tření mezi hladinou člunu a vodou řeky je 13.74 stupňů.

Problém:-

Auto jede z Kalkaty do Durgapuru rychlostí 35 metrů za sekundu v úseku nakloněné silnice. Nyní je poloměr pro horizontální kruhovou cestu asi 350 metrů.

Určete úhel náklonu, který je nutný k tomu, aby vůz přilnul při rychlosti jízdy bez jakéhokoli tření mezi pneumatikou vozu a vozovkou.

Řešení:-

Uvedené údaje jsou,

Rychlost vozu (v) = 35 metrů za sekundu

Poloměr (r) = 350 metru

g = 9.81 metru za sekundu čtvereční

Pokud je přítomno tření, zaplatilo by se předplatné dostředivé síle a pneumatika vozu by se mohla pohybovat vyšší rychlostí. Nicméně necháváme, že tření je zde nulové.

Víme, že,

Auto jede z Kalkaty do Durgapuru rychlostí 35 metrů za sekundu v úseku nakloněné silnice. Nyní je poloměr pro horizontální kruhovou cestu asi 350 metrů.

Úhel náklonu potřebný k tomu, aby se vůz přidržel rychlostí pohybu bez jakéhokoli tření mezi pneumatikou vozu a vozovkou je 19.59 stupně.

Závěr:

Hmotnost bobu kyvadla se může pohybovat pouze směrem ke kolmici k struně, zrychlovací síla bude kolmá k struně.

Také čtení:

• Jak zjistit zrychlení s hmotností a výškou
• Akcelerace 2
• Jak najít záporné zrychlení
• Jak zjistit radiální zrychlení
• Co způsobuje dostředivé zrychlení
• Jak zjistit zrychlení z grafu polohy a času
• Zrychlení volného pádu s časem
• Jak zjistit dostředivé zrychlení
• Jak zjistit zrychlení pohybu projektilu
• Graf konstantního záporného zrychlení