Przyspieszenie dośrodkowe i masa: 5 faktów, które powinieneś wiedzieć

by

Przyspieszenie dośrodkowe i masa są jednak niezależnymi wielkościami; przyspieszenie obiektu zależy od jego masy i bezwładności ciała.

Masa jest wielkością niezmienną i dlatego nie zmienia się, gdy obiekt jest w ruchu dośrodkowym. Ale przyspieszenie dośrodkowe i masa są nadal ze sobą powiązane, ponieważ siła wymagana do przyspieszenia obiektu zależy głównie od jego masy.

Czy masa wpływa na przyspieszenie dośrodkowe?

Przyspieszenie dośrodkowe jest bezpośrednio zależne od prędkości obiektu i odwrotnie proporcjonalne do promieni koła.

Gdy do obiektu zostanie przyłożona siła, aby przemieścić go z jego początkowego położenia i poruszać się po jego drodze po torze kołowym, pęd i prędkość obiektu są utrzymywane na stałym poziomie. The przyspieszenie dośrodkowe leży w kierunku wzdłuż promienia wektor ścieżki kołowej.

Dlaczego masa nie wpływa na przyspieszenie dośrodkowe?

Przyspieszenie dośrodkowe obiektu jest niezależne od masy obiektu, ponieważ jest stałe.

Całkowita praca wykonana przez obiekt ruchem okrężnym jest właściwie znikoma. Energia kinetyczna obiektu jest zachowywana w procesie, dlatego prędkość ciała pozostaje stała. Zatem masa obiektu nie wpływa na przyspieszenie dośrodkowe w jakikolwiek sposób.

Siła przyłożona do obiektu w celu nadania mu momentu obrotowego zależy od masy i innych konfiguracji obiektu. Moment obrotowy to siła przyłożona stycznie do ciała obiektu, która przyspiesza go ruchem okrężnym wokół jego osi.

Dlaczego do obliczenia przyspieszenia dośrodkowego wymagana jest masa?

Przyspieszenie dośrodkowe jest stałe dla danej masy i promienia pętli kołowej; stąd tak naprawdę nie zależy od masy przedmiotu.

Masa obiektu określa wielkość siły, jaką należy przyłożyć do jego ciała, aby się przemieścić. Jeśli do obiektu zostanie przyłożona mniejsza siła, wówczas prędkość obiektu będzie niewielka i odpowiednio przyspieszenie dośrodkowe obiektu zostanie obniżona.

Jeśli siła elektrostatyczna przyłożona do elektronu w pasie przewodzącym jest większa, to przyspieszenie dośrodkowe elektronu będzie duże. W ten sam sposób, jeśli siła magnetyczna generowana w cewce z powodu drutu przewodzącego prąd jest większa, to liczba obrotów silnika o małych rozmiarach będzie większa.

W przypadku silników o większych rozmiarach obroty na sekundę będą mniejsze przy tej samej wartości prądu w porównaniu z silnikiem o małych promieniach. Ta różnica wynika z masy i promienia.

Jak są powiązane przyspieszenie dośrodkowe i masa?

Przyspieszenie dośrodkowe jest odwrotnie proporcjonalne do masy obiektu.

Chociaż masa obiektu nie jest zmienna ilość, gdy obiekt jest w ruchu dośrodkowym, początkowa prędkość obiektu zależy od jego masy, która dodatkowo określa przyspieszenie dośrodkowe obiektu w ruchu kołowym.

przyspieszenie dośrodkowe i masa
Przyspieszenie dośrodkowe; Źródło obrazu: pixabay

Mówi się, że masa jest powiązana, ponieważ należy na nią przyłożyć wystarczającą siłę w odpowiedzi na jej masę, aby ją przyspieszyć. Jeśli utrzymasz stałą siłę na wszystkich obiektach o różnych masach, zauważysz, że obiekt o mniejszej masie przyspieszy z dużą prędkością w porównaniu do obiektów o dużych masach.

Jak obliczyć siłę dośrodkową na podstawie przyspieszenia dośrodkowego i masy?

Siła działająca na obiekt w a ruch dośrodkowy zależy bezpośrednio od przyspieszenia dośrodkowego i masa.

Siłę dośrodkową można obliczyć z przyspieszenia dośrodkowego, a masa wynosi F=mα. Tutaj α to przyspieszenie dośrodkowe, a m to masa. Oczywiste jest, że jeśli masa przedmiotu jest większa, to do przemieszczenia przedmiotu potrzeba większej siły.

Siła dośrodkowa przyłożona do obiektu ruchem okrężnym jest obliczana ze wzoru:

F=mw2/r

Tutaj F jest siłą dośrodkową,

m jest masą obiektu,

v jest prędkością obiektu w ruchu kołowym, a

r jest promieniem toru kołowego.

Wzór na znalezienie przyspieszenie dośrodkowe z prędkości obiektu dana jest jako:

α = mv2/r

Przyspieszenie dośrodkowe zależy od promieni koła. Oznacza to, że jeśli promień jest mały, przyspieszenie dośrodkowe będzie wysokie, podczas gdy dla większych promieni przyspieszenie dośrodkowe zostanie zmniejszone. W takim przypadku należy przyłożyć większą siłę, aby ciało przyspieszało w wymaganym tempie.

W związku z tym siłę dośrodkową działającą na ciało w ruchu dośrodkowym można obliczyć tylko na podstawie masy i przyspieszenia dośrodkowego obiektu za pomocą wyrażenia.

F=mα

Na podstawie wyrażenia na obiekt możemy powiedzieć, że siła działająca na obiekt w ruchu dośrodkowym jest bezpośrednio zależna od jego masy i przyspieszenia dośrodkowego.

Jakie jest przyspieszenie i siła dośrodkowa działające na obiekt o masie 5 kg i poruszający się z prędkością 20 m/s po okręgu o promieniu 30 m?

Dany: Masa obiektu wynosi m =5 kg

Prędkość obiektu wynosi v =20 m/s

Promień toru kołowego wynosi r =30 m

Połączenia wzór na znalezienie przyspieszenia dośrodkowego jest,

s%5E2

Stwierdzono, że przyspieszenie dośrodkowe obiektu wynosi 0.67 m/s2

Wyrażenie na znalezienie siły dośrodkowej działającej na obiekt przy użyciu przyspieszenia dośrodkowego to:

F=α

Podstawiając wartości w tym równaniu otrzymujemy:

F=5 kg\razy 0.67 m/s2=3.37N

Siła przyłożona do przedmiotu o masie 5 kg wynosi 3.37 N. Przyłożona siła zostałaby zwiększona, gdyby masa przedmiotu była większa niż 5 kg.

Wnioski

Połączenia przyspieszenie dośrodkowe jest odpowiedzią na siłę dośrodkową działającą do wewnątrz. Stąd kierunek prędkości liniowej obiektu zmienia się na każdą krótką odległość. Obiekt zaczyna przyspieszać dopiero po przyłożeniu do jego ciała siły zewnętrznej. Wielkość siły wymaganej do przyłożenia do danego przedmiotu zależy od całkowitej masy przedmiotu, który ma zostać przemieszczony.

Przeczytaj także:

     

Zostaw komentarz