Forța care ține corpul rotativ pe cerc și este îndreptată spre centrul de rotație se numește forța centripetală.
Pentru a obține o formulă pentru calcularea magnitudinii forței centripetale, trebuie să utilizăm a doua lege a lui Newton, care este aplicabilă oricărei mișcări curbilinii.
Înlocuind în formula F = ma valoarea accelerației centripetale a = v 2 / R. obținem formula forței centripetale:
Mărimea forței centripetale este egală cu produsul din masa corporală de către pătratul vitezei liniare. împărțit pe rază.
Dacă viteza unghiulară a corpului este dată, atunci este mai convenabil să se calculeze forța centripetă prin formula: F = m? 2 R, unde. 2 R - accelerația centripetală.
Din prima formulă este clar că la aceeași viteză, cu cât raza cercului este mai mică, cu atât este mai mare forța centripetală. Astfel, viraje rutier pe corp în mișcare (tren, autoturism, bicicleta) ar trebui să acționeze spre centrul de curbură mai mare forță, mai abruptă rândul său, de ex., E. cât raza de curbură.
Forța centripetală depinde de viteza liniară: crește odată cu creșterea vitezei. Acest lucru este bine cunoscut tuturor skaters, schiori și cicliști: cu cât vă mutați mai repede, cu atât este mai greu să faceți o întoarcere. Șoferii știu foarte bine cât de periculoasă este să porniți mașina brusc la viteză mare.
Atașați o greutate pe dinamometru și, ținând inelul dinamometrului, rotiți greutatea în plan orizontal. Dinamometrul va arăta forța care menține greutatea pe circumferință, adică forța centripetală. Odată cu modificarea vitezei de mișcare, se schimbă și magnitudinea forței centripetale.
Schimbând masele de greutăți și măsurând de fiecare dată forța care acționează asupra greutăților, putem arăta dependența forței centripetale de masa corpului.
Forța centripetală nu este o forță de orice fel specială. Ca orice forță, forța centripetală caracterizează acțiunea altor organisme pe un anumit corp. Forța centripetală poate fi orice forță care ține corpul pe o cale curbată, de exemplu, forța de frecare, forța elasticității, forța gravitației.
Să luăm în considerare câteva exemple. Atașați arcul la bilele grele. Împingeți mingea în direcția indicată de săgeată. La început mingea se va deplasa rectiliniu. Distanța dintre acesta și punctul de fixare va începe să crească, iar arcul se va întinde. Aceasta dă naștere unei forțe elastice care acționează asupra mingii în direcția punctului de fixare. Această forță va face ca mingea să accelereze în aceeași direcție și să o țină pe o traiectorie curbată. În momentul în care forța elastică a arcului devine egală cu forța centripetală mv 2 / R. mingea începe să se deplaseze de-a lungul unui cerc de rază R.
În acest experiment, elasticitatea arcului este o forță centripetală.
Puneți ceva corp pe disc. Când discul se rotește, corpul se va roti și cu el, în timp ce se află pe circumferință prin forța de fricțiune de odihnă. Dacă măriți viteza de rotație a discului, forța de frecare a restului, care există între suprafața discului și corp, poate să nu fie suficientă pentru a menține corpul pe cerc și va zbura de pe disc datorită inerției. În acest experiment, forța centrifugă este forța de frecare a restului.
Forța de atracție F, care acționează pe Lună de pe Pământ, este o forță centripetală; determină mișcarea Lunii în jurul Pământului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: