Co způsobuje dostředivé zrychlení: 7 faktů, které byste měli vědět

Dostředivá se vztahuje k „hledání středu“, proto se síla, kterou pociťuje předmět pohybující se v kruhu, nazývá dostředivá síla.

Centripetální zrychlení jsou způsobena dostředivými silami. Jakýkoli kruhový pohyb satelitů kolem nebeského tělesa, s výjimkou rotace Země kolem Slunce, je způsoben dostředivou silou vytvořenou jejich vzájemnou gravitační přitažlivostí.

Pro ilustraci, když člověk otáčí míčem zavěšeným na laně vodorovně nad hlavou, lano přenáší dostředivou sílu generovanou svaly na ruce a paži, což způsobuje, že se míč pohybuje kruhovým pohybem.

Vzdálenost ujetá ve speciální situaci kruhového pohybu se rovná obvodu kruhu neboli 2r, kde r je poloměr kruhu a je matematickou konstantou. Perioda je označena písmenem T, což je doba, kterou objekt potřebuje k dokončení jedné kompletní rotace své vlastní kruhové trasy.

1 4
Poděkování za snímek „Dostředivé zrychlení“: Wikimedia

Co je dostředivé zrychlení?

Posun rychlosti je známý jako zrychlení. Jak tedy něco, co se pohybuje v kruhu konstantní rychlostí, zažívá zrychlení? Rychlost a rychlost však není totéž. Rychlost je prostě to, jak rychle se pohybujete.

Protože postrádá směr, je to skalár. Na druhou stranu vaše rychlost a směr jsou vaší rychlostí. Má směr, takže je vektor. Pro ilustraci, 3 mph je rychlost, ale 3 mph na jih je rychlost.

Směr objektu pohybujícího se v kruhu se neustále mění, stejně jako jeho rychlost. Navíc, kdykoli se změní rychlost objektu, i když pouze v jednom směru, nikoli v obou, musí se tento objekt zrychlit.

Co způsobuje fakta o dostředivém zrychlení?

Pokud vezmeme v úvahu rovnoměrný kruhový pohyb, můžeme pozorovat, že rychlost a vzdálenost mezi předmětem a středem se nemění, takže dostředivé zrychlení také konstanta.

Vektor poloměru, o kterém se v zásadě tvrdí, že je spojen s poloměrem dráhy, po které se kruhový pohyb odehrává, je jedním z faktorů, které je třeba mít na paměti. Vektor je směrované dostředivé zrychlení, tj. je směrem dovnitř podél tohoto poloměru.

Existuje závislost na dostředivém zrychlení a dva hlavní faktory, které na něm závisí, jsou tangenciální rychlost a úhlová rychlost objektu v pohybu.

Pokud uvažujeme rovnoměrný kruhový pohyb, pak dostředivý zrychlení není považován za konstantní vektor. Důvodem je to, že rychlost a vzdálenost mezi pohybujícím se objektem ve středu zůstává vždy konstantní.

Vektor neboli poloměrový vektor odpovídá poloměru kruhového pohybu. Vektor představuje směr dostředivého zrychlení podél tohoto poloměru. Proto je vnitřní.

Kde r je považováno za poloměr, v je považováno za tangenciální rychlost a ac je považováno za dostředivé zrychlení. Dostředivé zrychlení má často ve vektorové podobě záporné znaménko.

Co způsobuje dostředivé zrychlení?

Obecná síla způsobuje dostředivé zrychlení. Je to napětí ve struně pro hru swing ball (nebo tetherball).

Je to gravitace působící na satelit. Síla, která existuje mezi vozem a otáčením, je třecí síla a nazývá se také jako překlenovací síla.

Pokud tuto sílu odstraníte, objekt se bude i nadále pohybovat po přímé dráze kolmé ke kružnici, čímž se odstraní i dostředivé zrychlení.

co způsobuje dostředivé zrychlení
"Swinging ball" Image Credits: Wikimedia

Jaké faktory ovlivňují dostředivé zrychlení?

Druh síly potřebné k pohybu objektu v kruhovém pohybu je považován za dostředivou sílu. Existují především tři faktory, které ovlivňují dostředivou sílu a jsou uvedeny: hmotnost předmětu; jeho rychlost; poloměr kruhu.

Při konstantní tangenciální rychlosti a poloměru kruhové dráhy je dostředivá síla lineárně úměrná hmotnosti objektu.

Sklon = F / m = v² / r

Při konstantním poloměru kruhové dráhy a hmotnosti objektu je dostředivá síla přímo úměrná druhé mocnině tečné rychlost.

Sklon = F / v² = m / r

F = mv²/r

Při konstantní tangenciální rychlosti a hmotnosti objektu je dostředivá síla nepřímo úměrná radius okružní cesty.

Sklon = F r = m v²

Jaká síla způsobuje dostředivé zrychlení, když je mince nehybná vzhledem k točně?

Statická třecí síla, která existuje mezi mincí a točnou, existuje hlavně tehdy, když jsou mince a točna vůči sobě v klidu, a naopak vytváří dostředivé zrychlení, které pohání systém do pohybu.

Jaká síla způsobuje dostředivé zrychlení automobilu v zatáčce?

Obecně existuje síla nazývaná třecí síla mezi pneumatikou a vozovkou a to je jediný důvod, proč se auto pohybuje v kruhovém pohybu. Pokud není dostatečné tření, automobil se pohne v zatáčce s větším poloměrem a vybočí ze silnice.

Řekněme, že se soustředíme na určité auto, které provádí specifickou nakloněnou křivku. Protože hmotnost vozu a poloměr otáčení jsou pevné, dostředivá síla potřebná k otočení vozu (mv2/r) spoléhá na svou rychlost; vyšší rychlosti vyžadují větší dostředivé síly, zatímco nižší rychlosti vyžadují menší dostředivé síly.

Při sledování aritmetického vzoru je velikost dostředivé síly potřebná k tomu, aby se vůz otočil, daná (horizontální složka normálové síly = mg tan θ) je pevná (protože hmotnost vozu a úhel náklonu jsou pevné míry) . Z toho vyplývá, že náš objev rychlosti, při které dostředivá síla potřebná k otočení vozu odpovídá dostředivé síle generované vozovkou, dává smysl.

Hmotnost automobilu mg, která táhne vozidlo dolů, a normálová síla N způsobená vozovkou, která tlačí vozidlo nahoru, jsou síly působící na vozidlo, když je na rovném (nenakloněném) povrchu.

Žádná z těchto sil nemá horizontální složku, obě působí vertikálně. Bez tření neexistuje žádná síla, která by mohla generovat dostředivou sílu nezbytnou k tomu, aby auto jelo kruhovým pohybem; vozidlo se nemůže otáčet.

Na druhou stranu normálová síla, která je vždy kolmá k povrchu vozovky, již není svislá, pokud je vůz v klopené zatáčce.

Bude nutné, aby se auto pohybovalo správnou rychlostí, aby se dostředivá síla, kterou potřebuje, rovnala síle, která již existuje, ale je to možné. Dokonce i na dokonale hladkém ledu mohlo auto bezpečně projet klopenou zatáčku, pokud by jelo správnou rychlostí.

2 5
Poděkování za snímek „Zrychlení auta“: Wikimedia

Co způsobuje dostředivé zrychlení elektronu v atomu vodíku?

Existuje záporný a kladný náboj, pro elektron je to záporný a pro jádro kladný náboj. Dostředivá síla potřebná k tomu, aby se elektrony otáčely kolem jádra, je poskytována touto elektrostatickou silou.

4 2
"Atom vodíku" Obrazové kredity: Wikimedia

Proč investovat do čističky vzduchu?

Dostředivé zrychlení má velikost a tato velikost přímo závisí na tangenciální rychlosti a úhlové rychlosti. S ohledem na všechny tyto skutečnosti můžeme nyní dojít k závěru, že dostředivé zrychlení je způsobeno několika dalšími faktory, ale stejně jako tyto dva faktory. Také dostředivé zrychlení je považováno za skalární číslo.

Také čtení: