Dostředivá síla je síla, se kterou se setkáváme v každodenním životě. V tomto příspěvku probereme 15 příkladů dostředivé síly v reálném životě.
- Točení míče na provázku
- Houpání
- Veselé kolo
- Procházka smyčkou na horské dráze
- Hnací vozidlo na kruhové dráze
- Bankovaný obrat v letectví
- Planety obíhající kolem Slunce
- Sušička v pračce
- Rozmetač salátu
- Tetherball
- Atletický hod kladivem a vrh koulí
- Tornádo v lahvi
- Gravitron
- Elektrony obíhající kolem jádra
- Vyšetřit vzorky krve
Točení míče na provázku:
Zvažte, zda je tenisový míček spojen s kouskem provázku a nehoupejte jej v kruhu. Jak pokračujete v švihu míče, tangenciální rychlost míče mění směr. To ukazuje, že míč zrychluje a dostředivá síla je toho příčinou. Je to napětí na struně, které poskytuje dostředivou sílu, která pohání míč směrem ke středu.
Houpání:
Celý švih lze považovat za segment kruhu. Pokud chybí dostředivá síla, člověk nemusí udržovat kruhový pohyb a padá kvůli odstředivé síle. V případě houpání je dostředivá síla zajištěna napnutím lana.
Kredit:Fotografie by Aaron Burden on StockSnap
Kolotoč:
Kolotoč není nic jiného než pohybující se disk. Dítě sedící na tom disku je v klidu, ale díky kruhovému pohybu disku se relativně pohybuje. Podpora přítomná na disku poskytuje dětem dostředivou sílu, která je činí na pohybujícím se disku.
Obrazové kredity: anonymní, Veselé kolo, CC BY-SA 3.0
Procházka smyčkou horské dráhy:
Dráha horské dráhy je zakřivená a má ostré zatáčky. Sedadlo nebo zeď vás při jízdě na horské dráze tlačí do středu, ale normální síla poskytuje dostředivou sílu a udržuje vás po zakřivené trati.
Kredit:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/CoasterH%3D2.5r.gif
Řízení vozidla na kruhové dráze:
V jakémkoli bodě se otočíme, procházíme kruhovým pohybem, protože směr rychlosti se průběžně mění, díky čemuž dochází k plynulému zrychlování. Silnice jsou nakloněné pod určitým úhlem, aby pomohly vozidlu při zatáčení vysokou rychlostí, takže auto díky své setrvačnosti neodpluje. Třecí síla a složka normální síly vytvářejí dostředivou sílu, která brání autům vznášet se mimo silnice.
Bankovní obrat v letectví:
Při zatáčení by křídla letadla měla směřovat ve směru požadované zatáčky, známé jako klopená zatáčka. Když zatáčí, horizontální složka vztlaku působí na letadlo způsobuje dostředivé zrychlení když udělá zatáčku, protože v této výšce není přítomna žádná třecí síla. Po dokončení zatáčky se letadlo vrátí zpět do situace na úrovni křídel, aby pokračovalo v přímém letu.
Kredit: https://live.staticflickr.com/1403/840056379_720a37660f_b.jpg
Planety obíhající kolem Slunce:
Gravitační tah Slunce generuje dostředivou sílu napříč sluneční soustavou. Planety by se pohybovaly po přímce, kdyby nebyla přítomna dostředivá síla Slunce. Rychlosti planet jsou tak velké, že se zrychlují směrem ke slunci, aniž by opustily své oběžné dráhy. Vzhledem k obrovské gravitační síle Slunce planety do Slunce nenarážejí.
Sušička v pračce:
Dostředivá síla mezi vašimi oděvy a vnitřkem bubnu je tlačí do kruhu. Vzhledem k tomu, že voda může procházet přímo skrz otvory bubnu, není nic, co by jí dalo stejný typ strčení. Oblečení je vystaveno dostředivé síle, ale voda není. Voda proudí přímou cestou perforací, zatímco oděvy se točí v kruhu. A tak vaše oblečení uschne.
Salátový rozmetač:
Salát je tlačen směrem ke středu otáčení vnější stěnou rozmetače, ale voda není ovlivněna, protože může protékat póry ve vnější stěně a oddělovat vodu od salátu.
Tetherball:
Tetherball je zábavná hra, ve které dva hráči trefují míč dostatečně silně, aby obešli tyč. Oběžná dráha míče stoupá výše ze země pokaždé, když jej hráč zasáhne. Pohyb tetherball je regulován dvěma silami: napínací silou a gravitací. Čistá síla nebo dostředivá síla je generována, když se tyto dvě síly spojí. Když se míč pohybuje rychleji, vyžaduje větší dostředivou sílu, která je poskytována tahovou silou.
Kredit: https://live.staticflickr.com/4040/4662194106_79094fc37a_b.jpg
Příklady dostředivé síly ve sportu:
Atletický hod kladivem a vrh koulí:
V soutěži vrh koulí nebo hodu kladivem musí závodník vrhnout předmět na co největší vzdálenost. Při házení kladivem nebo koulí používá sportovec dostředivou sílu, která je vytvářena napětím v laně nebo rukou, k zrychlení předmětu z kruhového pohybu do určeného směru. Toto je klasický příklad příkladů dostředivé síly ve sportu.
Kredit: https://freesvg.org/img/1546461540.png
Tornádo v lahvi:
Díky „dostředivé síle“, která přitahuje předměty a kapaliny do středu jejich kruhových drah, má vaše láhev tornádo. Vír se vytvoří, když se voda ve vaší láhvi točí směrem ke středu nádoby.
Obrázek kreditů: https://live.staticflickr.com/2657/4079380292_eba76a6227_b.jpg
Gravitron:
Gravitron používá dostředivou sílu. Je to jako připevnit strunu k předmětu a roztočit ho kolem mozku. Díky šňůrce sleduje kruhový vzor. Nejpozoruhodnější rozdíl je v tom, že s gravitronem vás zezadu drží spíše zeď než lano ze středu.
Dostředivá síla je poskytována pevností v tahu kovu, který váže rotor na zeď.
Elektrony obíhající kolem jádra:
Elektrony se nejen točí kolem vlastní osy, ale také se pohybují kolem jádra v kruhovém pohybu. Elektrony jsou navzdory své neuvěřitelné mobilitě extrémně stabilní. Elektrostatická interakce jádra a elektronu je zodpovědná za stabilitu elektronů. Tato elektrostatická síla generuje dostředivou sílu potřebnou k otáčení elektronů kolem jádra.
Vyšetření vzorků krve:
Lékařské odstředivky používají dostředivou sílu k urychlení srážení suspendovaných částic v krvi. Použití odstředivky k urychlení vzorku krve (600 až 2000 XNUMXkrát vyšší než jeho obvyklé gravitační zrychlení) zabrání usazování krvinek s celkovým vzorkem krve. Těžší červené krvinky zde klesnou ke dnu zkumavky a další složky se usazují ve vrstvách na základě jejich hustoty. Nyní je tedy možné snadno oddělit krvinky a další složky.
Často kladené otázky o příkladech dostředivé síly:
Otázka: Definujte dostředivou sílu, například.
Ans. Síla vyvíjená na rotující těleso podél poloměru kruhové dráhy je známá jako dostředivá síla. Například dostředivá síla, která udržuje planety obíhající kolem Slunce, je gravitační síla směřující ke slunci.
Otázka: Jaké jsou příklady odstředivé síly v každodenním životě?
Ans. Příklady odstředivé síly jsou uvedeny níže:
- Bahno letí z pneumatiky
- Drifting
- Odstředivá čerpadla
Otázka: Jaký je rozdíl mezi dostředivou a odstředivou silou?
Ans. Rozdíl mezi dostředivou a odstředivou silou je vyjádřen následovně:
| Dostředivá síla | Odstředivá síla |
| V každém bodě na kruhové dráze je předmět vystaven dostředivé síle, což je vnitřní síla působící na předmět. | V každém bodě po kruhové dráze je předmět vystaven odstředivé síle, což je vnější síla působící na předmět. |
| Je směrován do středu nebo přesněji osy otáčení. | Směřuje k předmětu nebo přesněji od osy otáčení. |
| Toto je skutečná síla, která udržuje objekty létající ven. | Toto je pseudo síla. |
| Příklad: planety obíhající kolem Slunce | Příklad: bláto odlétající z pneumatiky |
Otázka: Jaký je směr dostředivé síly?
Ans. Směr dostředivé síly je uveden níže:
Směr otáčení nemá žádný vliv na směr dostředivé síly, který je podél poloměru kruhu, aby tlačil předmět směrem ke středu.
Otázka: Je dostředivá síla konstantní?
Ans.Síla působící na tělo je považována za konstantní, pokud se v průběhu času nemění.
Odstředivá síla zůstává během celého pohybu konstantní. Jako satelit otáčející se kolem planety pod stálým gravitačním polem, které poskytuje dostředivou sílu.
Q. Proč působí ve sluneční soustavě dostředivá síla?
Ans. Ve sluneční soustavě můžeme vidět dostředivou sílu, která hraje zásadní funkci.
Ve sluneční soustavě poskytuje silná gravitační síla Slunce dostředivou sílu. Planety by cestovaly po přímce, kdyby nebyla přítomna dostředivá sluneční síla.
Otáčí dostředivá síla ven?
Ans. Tělo je udržováno na kruhové dráze dostředivou silou, která jej táhne směrem ke středu.
Když se zdá, že hmota v důsledku setrvačnosti tlačí ven, dostředivá síla ji tlačí dovnitř, aby sledovala zakřivenou dráhu v rotujícím systému.
Otázka: Jaký je význam dostředivé síly?
Ans. Dostředivá síla přichází v reálném životě, když je tam kruhový pohyb.
Odstředivá síla a tangenciální rychlost jsou na sebe kolmé, a proto objekty mohou měnit směr bez ovlivnění velikosti. To znamená bez dostředivé síly a objekt nemůže udržovat kruhový pohyb.
Otázka: Jak najít dostředivou sílu planet?
Ans. Gravitační tah Slunce vytváří dostředivou sílu na planetách obíhajících kolem Slunce.
Tak,
Kde,
A,
Vyrovnáváním obou sil a uváděním hodnot do rovnice gravitační síly tedy můžeme najít dostředivou sílu.
Otázka: Jaký je vztah mezi dostředivou silou a frekvencí?
Ans. Víme, že dostředivá síla je dána,
Ale v = r⍵
∴
Kde, ⍵ úhlová frekvence rotujícího objektu
A ⍵ = 2? F
∴
Kde, f je frekvence rotujícího objektu
Toto je požadovaná rovnice pro vztah mezi dostředivou silou a frekvencí.
Otázka: Jaké jsou vlastnosti dostředivé síly?
Ans. Charakteristiky dostředivé síly jsou uvedeny jako:
- Odstředivá síla je skutečná síla poskytovaná gravitační silou, třecí silou, elektromagnetickou silou atd.
- Je to dostředivá síla, která způsobuje pohyb předmětů v kruhu.
- Neustále ukazuje ve směru ke středu kruhové trasy.
- Pocit rotace v těle nemá žádný vliv na směr dostředivé síly.
- Dostředivá síla i výtlak jsou vždy navzájem kolmé. Proto je práce, kterou dělá, vždy nulová.
- Podobně je točivý moment generovaný ve středu kruhové trasy také nulový.
Otázka: Jaká je podobnost mezi dostředivým a odstředivým?
Ans. Podobnost mezi dostředivou a odstředivou silou je uvedena níže:
Síly dostředivé i odstředivé jsou navzájem v opačných směrech, ale velikosti dostředivých a odstředivých sil jsou totožné.
Otázka: Jak poloměr, rychlost a hmotnost ovlivňují dostředivou sílu?
Ans. Poloměr kruhové dráhy je nepřímo úměrný dostředivé síle, která je přímo úměrná hmotnosti a druhé mocnině rychlosti.
Níže uvedená rovnice udává vztah:
Otázka: Existuje na Zemi současně odstředivá a dostředivá síla?
Ans. V přírodě existují dostředivé i odstředivé síly.
Dostředivá síla je síla, která udržuje tělo v konzistentním kruhovém pohybu. Tato síla působí na tělo a je zaměřena do středu kruhové dráhy. Odstředivá síla je na druhé straně fiktivní silou, která nepůsobí na pohybující se těleso a přesto má dopad. Je identická s dostředivou silou, protože působí v opačném směru a má stejnou velikost. rotuje kruhovým pohybem, obě síly spolupracují.
Otázka: Co způsobuje otáčení třecí síly nebo dostředivé síly automobilu?
Ans. Důvodem otáčení auta je následující:
Tření mezi pneumatikou vozidla a vozovkou poskytuje dostředivou sílu, která způsobuje, že se auto otáčí v kruhu.
Otázka: Působí odstředivá a dostředivá síla na elektrony atomu?
Ans. Odstředivé i odstředivé síly působí ve velkém i malém měřítku.
Elektrony jsou na kruhové dráze kolem jádra. Obě síly působí na elektrony atomu a jsou zodpovědné za kruhový oběžný pohyb elektronů kolem jádra.
Otázka: Proč v dostředivé síle působí síla kolmo na směr rychlosti?
Ans. Následující text vysvětluje, proč jsou dostředivá síla a směr rychlosti na sebe kolmé.
Když je dostředivá síla aplikována na předmět rotující v kruhu konstantní rychlostí, je síla vždy směrována dovnitř, protože rychlost objektu je tangenciální ke kruhu. V důsledku toho síla působí kolmo na směr rychlosti.
