Како пронаћи Центрипеталну силу

Садржај

• ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
• Шта је центрипетална сила?
• Формула за Центрипеталну силу и Центрипетално убрзање
• Савети
• Проналажење центририпеталне силе с непотпуним информацијама

Било који предмет који се креће у кругу убрзава се, чак и ако његова брзина остаје иста. Ово може изгледати контратуктивно јер како можете убрзати без промене брзине? У ствари, јер је убрзање брзина промене брзине, а брзина укључује брзину и смер кретања, немогуће је имати кружно кретање без убрзања. По Њутоновом другом закону, свако убрзање (а) је повезан са силом (Ф) од стране Ф = ма, а у случају кружног кретања, дотична сила назива се центрипетална сила. Ово је једноставан процес, али можда ћете морати размишљати о ситуацији на различите начине у зависности од информација које имате.

ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)

Пронађите центрипеталну силу помоћу формуле:

Ф = мв² / р

Ево, Ф односи силу, м је маса предмета, в је тангенцијална брзина објекта, и р је радијус кружнице у којој путује. Ако знате извор центрипеталне силе (на пример гравитација), центрипеталну силу можете пронаћи помоћу једнаџбе за ту силу.

Шта је центрипетална сила?

Центрипетална сила није сила на исти начин као гравитациона сила или сила трења. Центрипетална сила постоји зато што постоји центрипетално убрзање, али физички узрок те силе може варирати у зависности од конкретне ситуације.

Узмите у обзир кретање Земље око сунца. Иако је брзина његове орбите константна, она непрекидно мења смер и зато има убрзање усмерено према сунцу. Ово убрзање мора да буде изазвано силом, по првом и другом закону кретања Њутана. У случају Земљине орбите, сила која узрокује убрзање је гравитација.

Међутим, ако замахујете лоптом по жици у кругу константном брзином, сила која узрокује убрзање је другачија. У овом случају сила је из напетости у струни. Други пример је аутомобил који одржава сталну брзину, али окреће се у кругу. У овом случају је трење између точкова аутомобила и пута извор силе.

Другим речима, центрипеталне силе постоје, али физички узрок њих зависи од ситуације.

Формула за Центрипеталну силу и Центрипетално убрзање

Центрипетално убрзање је назив за убрзање директно према средини круга у кружном кретању. Ово је дефинисано са:

а = в² / р

Где в је брзина објекта у линији тангенцијалној на кружницу и р је радијус круга у којем се креће. Размислите шта би се десило када бисте у кругу њихали лопту спојену са жицом, али низ се сломио. Лопта би одлетела у правој линији са свог положаја на кругу у тренутку кад се жица разбила, и то вам даје идеју шта в значи у горњој једначини.

Пошто је Њутнов други закон рекао да је сила = маса × убрзање, а ми имамо једначину за убрзање изнад, центрипетална сила мора бити:

Ф = мв² / р

У овој једначини, м односи се на масу.

Дакле, да бисте пронашли центрипеталну силу, морате знати масу предмета, полумјер круга којим путује и његову тангенцијалну брзину. Употријебите горњу једнаџбу да бисте пронашли силу на основу ових фактора. Квадрирајте брзину, помножите је са масом и затим поделите резултат радијусом круга.

Савети

Проналажење центририпеталне силе с непотпуним информацијама

Ако немате све информације које су вам потребне за једначину горе, чини се да је проналазак центрипеталне силе немогуће. Међутим, ако размишљате о ситуацији, често можете утврдити која би снага могла бити.

На пример, ако покушавате да пронађете центрипеталну силу која делује на планети која орбитира око звезде или месеца који кружи око планете, знате да центрипетална сила долази из гравитације. То значи да можете пронаћи центрипеталну силу без тангенцијалне брзине помоћу обичне једначине за гравитациону силу:

Ф = Гм₁м₂ / р²

Где м₁ и м₂ јесу масе, Г је гравитациона константа и р је раздвајање две масе.

Да бисте израчунали центрипеталну силу без радијуса, требате било више информација (обим круга повезан са полумјером за Ц = 2π_р, на пример) или вредност за центрипетално убрзање. Ако знате центрипетално убрзање, можете израчунати центрипеталну силу директно користећи Невтонов други закон, _Ф = ма.