Častou otázkou je, jak najít dostředivou sílu. Odpověď je, že dostředivá síla je síla, která je hlavně potřebná k tomu, aby se těleso pohybovalo po kruhové dráze.
V tomto článku uvidíme, jak najít dostředivou sílu, která je zodpovědná za kruhový pohyb tělesa. Když se těleso setká s kruhovým pohybem, je podporováno dostředivou silou, která je řízena středem osy rotace.
Řekněme, že se koule pohybuje po přímé dráze a zabírá normálovou sílu a zrychlení potřebné pro pohyb vpřed. Když zažije a křivka v cestě bude mít automaticky příponu vynaložení jiné síly.
Normálová síla v lineárním pohybu je ekvivalentní hmotnosti předmětu, která zahrnuje hmotnost a také vliv gravitace. Ale když se říká, že se těleso pohybuje po kruhové dráze, bude vyžadovat další množství, která tomuto pohybu napomáhají.
Projekt velikost pro normálovou sílu bude větší u zakřivené dráhy ve srovnání s lineární cestou. dostředivá síla bude mít spolu s ní normálovou sílu, která má hodnotu větší než lineární pohyb.
Projekt vliv gravitace v kruhovém pohybu je způsobena přítomností dostředivé síly. Tato dostředivá síla působí vždy dovnitř. Když se Slunce pohybuje, je vždy nasměrováno dovnitř k oběžné dráze a ose rotace.
Jak najít vzorec dostředivé síly?
Musíme vědět, co vlastně síla znamená, a pak se ponořit do tématu dostředivé síly. Síla je veličina, která je nutná k pohybu tělesa v pohybu.
Vzorec pro obecnou sílu je ve skutečnosti odvozen z druhého Newtonova zákona. Tedy f=ma. Síla je jednoduchý součin hmotnosti a zrychlení.
Dostředivá síla není žádný druh nové síly, ale existující síla ve formě několika dalších sil v různých aspektech. Vzorec pro dostředivou sílu má mnoho faktorů, které jí pomáhají.
Za prvé, protože se jedná o kruhový pohyb, dochází k otáčkám, pod kterými tělo prochází. Nyní se počet otáček nazývá frekvence. Tato revoluce je také počítána z hlediska časového období.
Jedna otáčka je vypočítána z časového úseku, který se rovná převrácené hodnotě frekvence. Takže počet otáček = frekvence; doba jedné revoluce je t = 1/ frekvence.
Jakmile jsou všechny faktory složeny, dostaneme celý vzorec pro dostředivou sílu as fc=mv2/rkde m=hmotnost; v= rychlost; r = poloměr.
Poloměr je ve skutečnosti dán obvodem kruhové dráhy, což je analogie vzdálenosti a posunutí při přímém pohybu.
Jak najít dostředivou sílu s hmotností a poloměrem?
Z konvenčního vzorce pro dostředivou sílu víme, že hmotnost, rychlost a poloměr jsou faktory, které ovlivňují dostředivou sílu.
Dostředivá síla je přímo závislá na hmotnosti předmětu, rychlosti s ním pohybující se v kruhovém pohybu a poloměru kruhového pohybu. Při přímé dráze pohybu je hodnota normálové síly menší než při kruhovém pohybu.
Hmotnost v normálové síle je držena gravitací a zdá se menší ve srovnání s kruhovým pohybem. Když tělo je připevněno k provázku ve středu osy musí být hmota také tažena stejným způsobem.
Projekt čistá síla působení na těleso způsobí, že na těleso bude působit další podobná síla. Když je tělo taženo kruhovým pohybem, tvoří téměř dokonalý kruh a to pouze při pohledu shora.
Když tento pohyb tvoří správný kruh, obvod udává vzdálenost a posunutí, které je analogické s lineárním pohybem. Ze kterého se tvoří průměr, se také zjistí poloměr.
Nyní můžeme najít dostředivou sílu pomocí hmotnosti a poloměru s hmotností a poloměrem a vzorec bude stejný jako konvenční,
Fc= mv2/r
Podívejme se na několik problémů, kde hmotnost a poloměr hrají hlavní roli při určování dostředivé síly.
1 problém:
Zakřivená dráha má poloměr zakřivení 0.5 m s předmětem o hmotnosti 2 kg. Vyrovnejte dostředivou sílu celého systému, pokud je rychlost 5 m/s.
Řešení:
Fc=mv2/r
Fc = 100 N
2 problém:
Míč má rádius 2.5 m a váží 10 kg. Míč se otáčí rychlostí 12 m/s. Najděte dostředivou sílu, se kterou je v pohybu.
Řešení:
Fc=mv2/r
Fc = 576 N
Jak najít dostředivou sílu bez hmotnosti?
Obecně existuje mylná představa, že dostředivá jedna samostatná síla pohání tělo do pohybu po kruhové dráze.
Centripetální je přitažlivá síla směrem ke středu kruhového pohybu, což může být jakákoli forma síly, řekněme gravitační síla, tahová síla a tak dále. Tato síla je jen námaha na objekt, aby zůstal v kruhovém pohybu.
Řekněme, že míč je přivázán k provázku, který je připevněn k hřebíku. Když se kulička pohybuje v kruhovém pohybu, struna to ve skutečnosti způsobuje a ve struně vzniká napětí. Ale síla směřuje dovnitř tak napínací síla v tomto případě je považována za dostředivou sílu.
Ideologie za dostředivou silou je, že je to jen síla, která zobrazuje práci jiné síly, když je v lineární pohyb. Forum například mše je připoután ke středu osy otáčení, bude vystaven síle.
Když se hmota pohybuje v kruhovém pohybu, vytvoří správný kruh a na něj bude působit síla, která může být napínací síla protože struna má v sobě napětí. Pak bude mít vzestupnou sílu, protože je tažen gravitační silou.
Proto lze dostředivou sílu nalézt bez hmotnosti z hlediska tahové síly, gravitační síla a třecí síla.
Jak najít dostředivou sílu bez rychlosti?
Stejně jako jsme již diskutovali v předchozím podtématu ohledně určování dostředivé síly bez hmotnosti.
Pokud se objekt pohybuje kolem kruhového pohybu, bude vystaven síle, kterou poskytuje normálová síla analogická lineárnímu pohybu. Když je předmět přivázán ke středu otáčení, jeho pohyb je způsoben silou působící na prvek, který drží předmět neporušený.
Nyní tato síla může být tečnou silou, protože existuje struna, která působí jako nosný systém objektu, který jej udržuje v pohybu po kruhové dráze. Protože tažná síla působí tečně k předmětu, který se pohybuje, je považována za dostředivou sílu.
V dráze, po které se těleso pohybuje, bude existovat menší nebo nulové tření a vytvoří z něj kruhový pohyb. Takže s ohledem na napínací sílu systému, dostředivou sílu lze nalézt bez rychlosti, odpovídajícím způsobem.
Podívejme se na příklad, kde se dostředivá síla nachází bez rychlosti. Objekt se pohybuje konstantní rychlostí po kruhové dráze. Dostředivá síla se nachází ve smyslu tahové síly a tato hodnota by měla být nalezena. Hodnota hmotnosti je 2 kg.
Když hmota obíhá kruh, řídí se také gravitační síla být neporušený s pohybem. T = mg; T = 2 x 9.8; T = 19.6 N. Takto je vyřešen jednoduchý problém pomocí vzorce tahové síly za účelem výpočtu dostředivé síly.
Jak najít dostředivou sílu s úhlovou rychlostí?
Při jakémkoli druhu kruhového pohybu potřebujeme znát faktory nebo veličiny, které napomáhají samotnému kruhovému pohybu.
Úhlová rychlost je také známá jako radiální rychlost, která pohání tělo do pohybu. To v podstatě určí počet otáček za sekundu a také otáčky za sekundu.
Dostředivá síla a úhlová rychlost jdou ruku v ruce, když je těleso považováno za kruhový pohyb. Z toho můžeme snadno zjistit, jak najít dostředivou sílu s úhlovou silou.
Nejprve je třeba odvodit vzorec pro dostředivou sílu, což je fc=mv2/r. Tady je faktor v2/r je dostředivé zrychlení což je analogie vzorce f=ma; fc=m (a); fc=mv2/r. Rozšířením tohoto vzorce se dostaneme k části úhlové rychlosti.
Od v2/r je dostředivé zrychlení můžeme vzorec dále rozebrat z hlediska rychlosti. Vzorec pro dostředivé zrychlení ac=v2/r. rozšířením tohoto dostaneme vzorec úhlové rychlosti, tj. ac=rω2, (ω=vr).
Nyní, když víme, jak najít dostředivou sílu z hlediska úhlová rychlost je snazší určit dostředivé zrychlení i v takových případech.
Jak zjistit dostředivou sílu z poloměru?
Vzorec pro dostředivou sílu z hlediska poloměru je uveden jako fc=mv2/r. V tomto případě je poloměr určen obvodem kruhové dráhy.
Procvičíme si několik příkladů, kde je poloměr nalezen, když je daná dostředivá síla. Uvidíme také, jak je dostředivá síla ovlivněna poloměrem a hmotností předmětu.
Když je poloměr kruhové dráhy malý, zakřivená přísaha bude ostrá a vytvoří vlásenku ohybu typu křivky.
1 problém:
Motocykl o hmotnosti 200 kg je tažen kolem 12 m vysokého sloupu rychlostí 10 m/s. 12 m lze také považovat za poloměr kruhového pohybu, pokud je sloupek ohnut a držen rovně na zemi. Vypočítejte dostředivou sílu z výše uvedených hodnot?
Řešení:
Fc=mv2/r
Fc = 1666.6 N
2 problém:
Kulička o hmotnosti 5 kg je připevněna k provázku, který tvoří poloměr 0.25 m od obvodu kruhového pohybu. Síla působící na kouli způsobí pohyb po kruhové dráze a pohybuje se rychlostí 9 m/s. Určete dostředivou sílu, která působí dovnitř a zároveň působí jako přitažlivá síla.
Řešení:
Fc=mv2/r
Fc=1620N
Často kladené otázky
Jak vypočítat dostředivou sílu s poloměrem a časem?
Poloměr způsobuje určité množství síly, která pomáhá tělu být v pohybu. Rozložením vzorce (fc=mv2/r) dojdeme k časovému úseku pohybu.
Řekněme například 10 kg hmotnosti předmětu a předpokládejme, že se pohybuje rychlostí 2 m/s po kruhové dráze o poloměru 0.6 m a odpověď na to bude 66.6 N. Nyní porušíme vzorec, ke kterému dojdeme dostředivé zrychlení ac=v2/r, dalším rozčleněním vzorce v několika krocích nakonec dojdeme ke vzorci pro časové období (t=1/f). Frekvence je v podstatě mírou počtu otáček, které tělo provede kruhovým pohybem.
Co způsobuje dostředivou sílu?
Projekt kruhový pohyb jakéhokoli předmětu způsobí dostředivý přinutit se začít jednat.
Dostředivá síla je v podstatě přitažlivá síla, která působí radiálně dovnitř kruhu. Nejedná se o žádný druh speciální síly, ale o formu jakýchkoli jiných sil, které jsou tečnou k objektu při kruhovém pohybu.
Jaký je směr dostředivé síly?
Směr dostředivé síly působí vždy směrem k ose otáčení.
Dostředivá síla směřuje vždy k ose rotace kruhového pohybu, jinak působí radiálně dovnitř. Tato síla je také v souladu s druhým Newtonovým zákonem, kde je síla dána součinem hmotnosti a zrychlení.
