Forța centripetală este o forță care acționează asupra unui corp care se deplasează de-a lungul unei traiectorii curbe. în cadrul de referință al laboratorului. Direcționat perpendicular pe vectorul de viteză al corpului spre centrul traiectoriei. Forța centripetală este modulo F = m v 2 / r. unde m este masa corpului, v este viteza lui. și r este raza de curbură a traiectoriei. pe care se mișcă corpul. Forța centripetală este cauza accelerației centripetale a corpului. Cu o mișcare rectilinie, forța centripetală este zero.
Dacă discul este adus în rotație uniformă, atunci unghiul de rotație φ crește uniform cu timpul; viteza liniară a oricărui punct al discului depinde, de asemenea, de distanța sa de la axa de rotație. În mișcarea uniformă de rotație, conceptul de viteză unghiulară corespunde conceptului de viteză liniară în mișcare uniformă rectilinie. Unghiul de rotație în majoritatea cazurilor este măsurat în unități arcuite, adică lungimea arcului unui cerc cu o rază egală cu 1, care contractează unghiul central φ; viteza unghială ω este numeric egală cu viteza liniară a oricărui punct din cercul razei unității. O rotație completă are loc în timpul T; calea corespunzătoare pentru acest timp este 2π. Atunci viteza unghiulară
Dacă discul face v revoluții pe secundă, atunci
v este numită frecvență și T este perioada de rotație.
Pentru un punct dintr-un cerc distanțat de centrul de rotație la o distanță r, avem:
V = r ω = 2πr / T = 2π vr
Într-o mișcare circulară uniformă ω este constantă; în mișcare circulară neuniformă, de exemplu, într-un disc de întârziere, viteza unghiulară este variabilă.
Angrenaj accelerație (decelerare unghiulară)
Într-o mișcare circulară uniformă, valoarea numerică a vitezei liniare a fiecărui punct rămâne de asemenea constantă, numai direcția vitezei se schimbă. Schimbarea direcției poate fi cauzată numai de acțiunea forței. deoarece acesta din urmă este îndreptat spre centrul cercului, se numește forța centripetă.
Mișcarea uniformă circulară poate fi descompusă în două mișcări: mișcarea tangențială, mișcarea uniformă și mișcarea spre centrul de greutate sunt accelerate. Forța constantă de atragere Z creează o mișcare uniform accelerată. Cale în direcția tangențială: vt, cale spre centrul de rotație: ½ (bt²).
Prin teorema lui Pitagora,
r2 + (vt) ² = (r + (b / 2) t2) ², v² = rb + (b²t²) / 4.
Pentru t mici, neglijând ultimul termen obținem o accelerație centripetală b = v² / r. de aici
Z = mb = (mv2) / r = m r ω2.
Forța centripetală Z. forțând corpul să efectueze (în loc de rectilinie) mișcarea circulară, corpul se opune rezistenței inerției; acesta din urmă este numit forța centrifugă F (Figura 2). Forța centripetală, așa cum arată formula Z = m r ω 2, cu cât distanța față de axa de rotație este mai mare.
Forța centrifugă este egală și opusă în direcția forței centripetale.
Forțele centripetale și centrifuge
Trimiteți-le prietenilor: