Sisu
- Puudub selline asi nagu tsentrifugaalkiirendus
- Näpunäited
- Kiire kokkuvõte
- Tsentripetaalse kiirenduse ja jõudude arvutamine
- Miks pole siis tsentrifugaaljõudu?
- Mida tsentrifugaaljõu kalkulaator tegelikult teeb
Tõenäoliselt olete kogenud maanteelt alla sõitmist, kui järsku läheb tee vasakule ja on tunne, et teid lükatakse paremale, kurvi vastassuunas. See on tavaline näide sellest, mida paljud arvavad ja nimetavad "tsentrifugaaljõuks". Seda "jõudu" nimetatakse ekslikult tsentrifugaaljõuks, kuid tegelikult sellist asja pole olemas!
Puudub selline asi nagu tsentrifugaalkiirendus
Ühtlases ringikujulises liikumises liikuvad objektid kogevad jõudusid, mis hoiavad objekti täiuslikus ringliikumises, see tähendab, et jõudude summa on suunatud keskpunkti poole. Üksik jõud, nagu näiteks nööri pinge, on tsentripetaalse jõu näide, kuid ka teised jõud võivad seda rolli täita. Nööri pinge tagajärjel tekib tsentripetaalne jõud, mis põhjustab ühtlast ringliikumist. Tõenäoliselt soovite seda arvutada.
Esmalt saame teada, mis on tsentripetaalne kiirendus ja kuidas seda arvutada, aga ka kuidas tsentripetaalseid jõude arvutada. Siis saame aru, miks puudub tsentrifugaaljõud.
Näpunäited
Kiire kokkuvõte
Tsentripetaalse jõu ja kiirenduse mõistmiseks võib olla abi mõne sõnavara meeldejätmisest. Esiteks on kiirus vektor, mis kirjeldab objekti liikumise kiirust ja suunda. Järgmisena, kui kiirus muutub või teisisõnu muutub kiirus või objekti suund aja funktsioonina, on sellel ka kiirendus.
Kahemõõtmelise liikumise erijuhtumiks on ühtlane ringliikumine, milles objekt liigub konstantse nurkkiirusega ümber keskse paikse punkti.
Pange tähele, et ütleme, et objektil on konstant kiirus, kuid mitte kiirus, kuna objekt muudab pidevalt suunda. Seetõttu on objektil kaks kiirenduse komponenti: tangentsiaalse kiirendus, mis on paralleelne objekti liikumissuunaga, ja tsentripetaalne kiirendus, mis on risti.
Kui liikumine on ühtlane, on tangentsiaalse kiirenduse suurus null ja tsentripetaalse kiirenduse tugevus on konstantne, nullist erinev. Jõudu (või jõude), mis põhjustab tsentripetaalset kiirendust, on tsentripetaalne jõud, mis osutab ka tsentri poole sissepoole.
See jõud, mis kreeka keeles tähendab „tsentri otsimine“, vastutab objekti pöörlemise eest ühtlasel ringikujulisel keskpunktis.
Tsentripetaalse kiirenduse ja jõudude arvutamine
Objekti tsentripetaalse kiirenduse annab a = v2/ R, kus v on objekti kiirus ja R on raadius, mille juures see pöörleb. Siiski selgub, et kogus F = ma = mv2/ R pole tegelikult jõud, kuid seda saab kasutada selleks, et aidata teil jõudu või jõude, mis põhjustavad ringikujulist liikumist, tsentripetaalse kiirendusega seostada.
Miks pole siis tsentrifugaaljõudu?
Teeskleme, et eksisteeris selline asi nagu tsentrifugaaljõud või jõud, mis on võrdne ja tsentripõhise jõuga vastupidine. Kui see nii oleks, tühistaksid kaks jõudu teineteist, mis tähendab, et objekt ei liigu ringteel. Kõik muud kohal olevad jõud võivad suruda objekti mõnes muus suunas või sirgjooneliselt, kuid kui alati oleks võrdne ja vastupidine tsentrifugaaljõud, ei toimuks ringliikumist.
Kuidas on lood sensatsiooniga, mida tunnete, kui kõnnite maanteel ja teistes tsentrifugaaljõu näidetes? See "jõud" on tegelikult inertsuse tulemus: teie keha liigub sirgjooneliselt ja auto lükkab teid tegelikult kurvi ümber, nii et on tunne, et pressime autosse kurvi vastassuunas.
Mida tsentrifugaaljõu kalkulaator tegelikult teeb
Tsentrifugaaljõu kalkulaator võtab põhimõtteliselt tsentrifugaalkiirenduse valemi (mis kirjeldab tõelist nähtust) ja pöörab jõu suunda, et kirjeldada näivat (kuid lõppkokkuvõttes fiktiivset) tsentrifugaaljõudu. Enamikul juhtudel pole seda tegelikult vaja teha, kuna see ei kirjelda füüsilise olukorra tegelikkust, vaid ainult nähtavat olukorda mitteinertsiaalses võrdlusraamis (st pöördeautos oleva inimese vaatevinklist).