Как да изчислим центробежната сила

Съдържание

• Няма такова нещо като центробежно ускорение
• Съвети
• Бързо резюме
• Изчисляване на центрипетално ускорение и сили
• Така че защо няма центробежна сила?
• Какво наистина прави центробежният калкулатор

Вероятно сте се сблъскали с шосето надолу по магистралата, когато изведнъж пътят се извива наляво и се усеща, че сте изтласкани надясно, в обратна посока на завоя. Това е често срещан пример за това, което много хора мислят за и наричат ​​"центробежна сила." Тази "сила" погрешно се нарича центробежна сила, но всъщност няма такова нещо!

Няма такова нещо като центробежно ускорение

Обектите, движещи се с равномерно кръгово движение, изпитват сили, които поддържат обекта в перфектно кръгово движение, което означава, че сумата от силите е насочена навътре към центъра. Една единична сила като напрежение в струна е пример за центростремителна сила, но и други сили могат да изпълнят тази роля. Напрежението в струната води до центростремителна сила, която причинява равномерното кръгово движение. Вероятно това е, което искате да изчислите.

Нека първо да разгледаме какво е центрипеталното ускорение и как да го изчислим, както и как да изчислим центростремителните сили. Тогава ще можем да разберем защо няма центробежна сила.

Съвети

Бързо резюме

За да разберете центростремителната сила и ускорението, може да е полезно да запомните някои речник. Първо, скоростта е вектор, който описва скоростта и посоката на движение за даден обект. На следващо място, ако скоростта се променя или с други думи, скоростта или посоката на обекта се променят като функция на времето, той също има ускорение.

Специфичен случай на двумерно движение е равномерно кръгово движение, при което обект се движи с постоянна ъглова скорост около централна, неподвижна точка.

Забележете казваме, че обектът има константа скорост, но не скорост, защото обектът непрекъснато променя посоките. Следователно обектът има два компонента на ускорението: тангенциалното ускорение, успоредно на посоката на движение на обекта, и центростремителното ускорение, което е перпендикулярно.

Ако движението е равномерно, величината на тангенциалното ускорение е нула, а центропеталното ускорение има постоянна, ненулева величина. Силата (или силите), които предизвикват центростремителното ускорение, е центростремителната сила, която също насочва навътре към центъра.

Тази сила, от гръцкото означава „търсене на центъра“, е отговорна за въртенето на обекта по еднаква кръгова пътека около центъра.

Изчисляване на центрипетално ускорение и сили

Центропеталното ускорение на даден обект е дадено от а = V²/ R, където V е скоростта на обекта и R е радиусът, на който се върти. Оказва се обаче, че количеството F = мама = MV²/ R всъщност не е сила, но може да се използва, за да ви помогне да свържете силата или силите, които пораждат кръгово движение, към центростремителното ускорение.

Така че защо няма центробежна сила?

Нека се преструваме, че е имало такова нещо като центробежна сила или сила, която е равна и противоположна на центробежната сила. Ако това беше така, двете сили ще се отменят една от друга, което означава, че обектът няма да се движи по кръгова пътека. Всяка друга присъстваща сила може да избута обекта в друга посока или по права линия, но ако винаги е имало равна и противоположна центробежна сила, няма да има кръгово движение.

Какво ще кажеш за усещането, което изпитваш, когато заобиколиш завой на пътя и в други примери за центробежна сила? Тази „сила“ всъщност е резултат от инерцията: тялото ви продължава да се движи по права линия, а колата всъщност ви бута около завоя, така че има чувството, че се натискаме в колата в обратна посока на завоя.

Какво наистина прави центробежният калкулатор

Калкулаторът на центробежна сила по принцип приема формулата за ускорение на центъра (която описва истинско явление) и обръща посоката на силата, за да опише очевидната (но в крайна сметка измислена) центробежна сила. Наистина няма нужда да се прави това в повечето случаи, защото то не описва реалността на физическата ситуация, а само видимата ситуация в неинерциална референтна рамка (т.е. от гледна точка на някой вътре в завиващия автомобил).