Co powoduje przyspieszenie dośrodkowe: 7 faktów, które powinieneś wiedzieć

Dośrodkowa odnosi się do „poszukiwania środka”, stąd siła odczuwana przez przedmiot poruszający się po okręgu jest określana jako siła dośrodkowa.

Przyspieszenia dośrodkowe są powodowane przez siły dośrodkowe. Ruch kołowy każdego satelity wokół ciała niebieskiego, z wyjątkiem obrotu Ziemi wokół Słońca, jest spowodowany siłą dośrodkową wytworzoną przez ich wzajemne przyciąganie grawitacyjne.

Na przykład, gdy osoba kręci piłką zawieszoną poziomo nad głową na linie, lina przenosi siłę dośrodkową generowaną przez mięśnie dłoni i ramienia, powodując, że piłka porusza się ruchem okrężnym.

Droga przebyta w szczególnej sytuacji ruchu kołowego jest równa obwodowi koła, czyli 2r, gdzie r jest promieniem koła i jest stałą matematyczną. Okres jest oznaczony literą T, która oznacza czas potrzebny obiektowi na wykonanie jednego pełnego obrotu własnej trasy okrężnej.

1 4
„Przyspieszenie dośrodkowe” Kredyty obrazkowe: Wikimedia

Co to jest przyspieszenie dośrodkowe?

Zmiana prędkości nazywana jest przyspieszeniem. Jak więc coś poruszającego się po okręgu ze stałą prędkością doświadcza przyspieszenia? Jednak prędkość i prędkość to nie to samo. Szybkość to po prostu szybkość, z jaką się poruszasz.

Ponieważ nie ma kierunku, jest skalarem. Z drugiej strony twoja prędkość i kierunek to twoja prędkość. Ma kierunek, dzięki czemu jest wektorem. Na przykład 3 mile na godzinę to prędkość, ale 3 mile na godzinę na południe to prędkość.

Kierunek obiektu poruszającego się po okręgu zmienia się w sposób ciągły, podobnie jak jego prędkość. Dodatkowo za każdym razem, gdy zmienia się prędkość obiektu, nawet jeśli tylko w jednym kierunku, a nie w obu, obiekt musi przyspieszać.

Co powoduje fakty przyspieszenia dośrodkowego?

Jeśli weźmiemy pod uwagę jednostajny ruch po okręgu, możemy zaobserwować, że prędkość i odległość między przedmiotem a środkiem nie zmieniają się, co powoduje, że przyspieszenie dośrodkowe również stała.

Wektor promienia, który w zasadzie jest połączony z promieniem ścieżki, wzdłuż której występuje ruch kołowy, jest jednym z czynników, o których należy pamiętać. Wektor jest przyspieszeniem dośrodkowym skierowanym, to znaczy do wewnątrz, wzdłuż tego promienia.

Istnieje zależność od przyspieszenia dośrodkowego, a dwa główne czynniki, od których zależy to prędkość styczna i prędkość kątowa obiektu w ruchu.

Jeśli weźmiemy pod uwagę jednostajny ruch kołowy, to dośrodkowa przyśpieszenie nie jest uważany za wektor stały. Powodem jest to, że prędkość i odległość między poruszającym się obiektem w centrum zawsze pozostaje stała.

Wektor lub wektor promienia odpowiada promieniowi ruchu kołowego. Wektor reprezentuje kierunek przyspieszenia dośrodkowego wzdłuż tego promienia. Dlatego jest wewnętrzny.

Gdzie r uważa się za promień, v za prędkość styczną, a ac za przyspieszenie dośrodkowe. Przyspieszenie dośrodkowe często ma znak ujemny w postaci wektorowej.

Co powoduje przyspieszenie dośrodkowe?

Siła ogólna powoduje przyspieszenie dośrodkowe. Jest to napięcie w strunie potrzebne do gry w swing ball (lub tetherball).

To przyciąganie grawitacyjne satelity. Siła, która istnieje między samochodem a skręcaniem, jest siłą tarcia i nazywana jest również siłą pomostową.

Obiekt będzie nadal poruszał się po prostej ścieżce prostopadłej do okręgu, jeśli usuniesz tę siłę, co spowoduje również usunięcie przyspieszenia dośrodkowego.

co powoduje przyspieszenie dośrodkowe
„Kołysząca się piłka” Kredyty obrazkowe: Wikimedia

Jakie czynniki wpływają na przyspieszenie dośrodkowe?

Za rodzaj siły potrzebnej do poruszania obiektu w ruchu kołowym uważa się siłę dośrodkową. Istnieją głównie trzy czynniki, które wpływają na siłę dośrodkową i są one następujące: masa obiektu; jego prędkość; promień okręgu.

Przy stałej prędkości stycznej i promieniu toru kołowego siła dośrodkowa jest liniowo proporcjonalna do masy obiektu.

Nachylenie = F / m = v² / r

Przy stałym promieniu toru kołowego i masie obiektu siła dośrodkowa jest wprost proporcjonalna do kwadratu stycznej prędkość.

Nachylenie = F / v² = m / r

F = mv² / r

Przy stałej prędkości stycznej i masie obiektu siła dośrodkowa jest odwrotnie proporcjonalna do promień okrężnej ścieżki.

Nachylenie = F r = m v²

Jaka siła powoduje przyspieszenie dośrodkowe, gdy moneta jest nieruchoma względem gramofonu?

Statyczna siła tarcia występująca między monetą a talerzem obrotowym występuje głównie wtedy, gdy moneta i talerz obrotowy pozostają w spoczynku względem siebie, co z kolei wytwarza przyspieszenie dośrodkowe, które wprawia system w ruch.

Jaka siła powoduje przyspieszenie dośrodkowe samochodu wykonującego zakręt?

Generalnie istnieje siła zwana siłą tarcia między oponą a drogą i jest to jedyny powód, dla którego samochód porusza się po okręgu. Jeśli nie ma wystarczającego tarcia, samochód będzie poruszał się po łuku o większym promieniu i zboczył z drogi.

Powiedzmy, że skupiamy się na konkretnym samochodzie wykonującym określony zakręt. Ponieważ masa i promień skrętu samochodu są stałe, siła dośrodkowa wymagana do skrętu samochodu (mv2/r) polega na jego szybkości; wyższe prędkości wymagają większych sił dośrodkowych, podczas gdy niższe prędkości wymagają mniejszych sił dośrodkowych.

Postępując zgodnie z wzorcem arytmetycznym, wielkość siły dośrodkowej wymaganej do skrętu samochodu jest taka, jak podana (składowa pozioma siły normalnej = mg tan θ) jest stała (ponieważ masa samochodu i kąt przechylenia są stałymi wartościami) . Wynika z tego, że nasze odkrycie prędkości, z jaką siła dośrodkowa wymagana do skręcenia samochodu odpowiada sile dośrodkowej generowanej przez drogę, ma sens.

Masa samochodu, mg, która ciągnie pojazd w dół, oraz siła normalna, N, wywoływana przez drogę, która popycha pojazd do góry, to siły działające na pojazd, gdy znajduje się on na równej (nienachylonej) powierzchni.

Nie ma składowej poziomej żadnej z tych sił, które działają pionowo. Bez tarcia nie ma siły, która mogłaby wytworzyć siłę dośrodkową niezbędną do spowodowania ruchu samochodu w ruchu kołowym; pojazd nie może się obracać.

Z drugiej strony siła normalna, która jest zawsze prostopadła do powierzchni drogi, nie jest już pionowa, gdy samochód skręca w przechył.

Samochód będzie musiał jechać z odpowiednią prędkością, tak aby siła dośrodkowa, której potrzebuje, była równa sile, która już istnieje, ale jest to możliwe. Nawet na idealnie gładkim lodzie samochód może bezpiecznie pokonywać zakręt, jeśli jedzie z odpowiednią prędkością.

2 5
Kredyty obrazkowe „Przyspieszenie samochodu”: Wikimedia

Co powoduje przyspieszenie dośrodkowe elektronu w atomie wodoru?

Istnieje ładunek ujemny i dodatni, dla elektronu jest to ładunek ujemny, a dla jądra jest to ładunek dodatni. Siła dośrodkowa wymagana do obracania się elektronów wokół jądra jest zapewniana przez tę siłę elektrostatyczną.

4 2
„Atom wodoru” Kredyty obrazkowe: Wikimedia

Wnioski

Przyspieszenie dośrodkowe ma wielkość i ta wielkość jest bezpośrednio zależna od prędkości stycznej i prędkości kątowej. Mając wszystkie te fakty na uwadze, możemy teraz stwierdzić, że przyspieszenie dośrodkowe jest spowodowane kilkoma innymi czynnikami, ale także tymi dwoma. Za liczbę skalarną uważa się również przyspieszenie dośrodkowe.

Przeczytaj także: