Central Force Voorbeelde: Gedetailleerde feite


In hierdie artikel gaan ons 'n paar van die sentrale kragvoorbeelde kortliks bespreek en die gedetailleerde feite verstaan.

Die volgende is 'n lys van die sentrale krag voorbeelde:-

Eenvormige sirkelbeweging:

'n Voorwerp wat 'n sirkelbaan volg sonder om sy spoed te verander, dan word gesê dat die voorwerp in 'n eenvormige sirkelbeweging beweeg. Die versnelling van die voorwerp is te wyte aan die veranderende snelheid wat hoofsaaklik gesien word omdat die rigting van die snelheidskomponent aanhou verander namate die krag raaklynig aan die sirkelbaan van die voorwerp. Alhoewel die snelheid van die voorwerpe wissel met die tangensiële krag, bly die spoed van die voorwerpe dieselfde.

As die snelheid van die voorwerp effens daal, sal die voorwerp na binne versnel. Dit is omdat die krag na die middelpunt gerig is wat loodreg op die beweging van die voorwerp is.

Die versnelling as gevolg van sirkelbeweging is gelyk aan

Daarom is die krag op die voorwerp

Kyk na die bronbeeld
Eenvormige sirkelbeweging;
Image Credit: Stack Exchange

Kermisrit:

sentrale krag voorbeelde
Kermisrit; Beeldkrediet: TwinCities

Jy het seker op 'n kermisrit in pretparke afgekom. Dit bestaan ​​uit stoele wat opgehang word deur toutjies wat aan 'n sirkelvormige groot skyf in die middel geheg is. Soos hierdie skyf roteer, sal die snare wat daaraan geheg is, roteer met 'n persoon wat in 'n sirkelbeweging op 'n stoel sit.

Die kermisrit het nie 'n eenvormige sirkelbeweging nie, aangesien die spoed nie konstant is nie en die rigting van snelheid aanhou verander. Terwyl die krag na die middel gerig is en die snelheid van die persoon wat op die stoel sit loodreg op die rigting van die krag is. Dit is 'n sentripetale krag en as gevolg van die sentripetale krag word 'n spanning opgewek in 'n draad wat aan die stoel vasgemaak is wat beide die sentripetale krag sowel as die swaartekrag balanseer.

Kar neem 'n draai op 'n sirkelpaadjie:

Kyk na die bronbeeld
Kar wat 'n draai maak;
Image Credit: wetenskap.hernubaar

Wanneer die motor 'n draai in 'n sirkelbaan maak, werk 'n sentrale krag na binne in om die middelpuntvliedende krag wat na buite inwerk, te neutraliseer. Die wrywingskrag tussen bande en 'n metaalpad verskaf 'n sentripetale krag wat nodig is vir 'n motor om 'n draai te maak.

siklotron:

konsep
Siklotron; Beeldkrediet: top pr

'n Siklotron werk op die beginsel van elektromagnetisme wat beide elektriese en magnetiese velde loodreg op mekaar het en gelaaide deeltjies versnel in hierdie veld om hoë energieë te bereik. Dit bestaan ​​uit twee skywe wat 'n halfsirkelvormige D-agtige vorm het wat Dees genoem word.

Die frekwensies van die deeltjies wat in die siklotron wentel, hang nie af van die energie wat met die deeltjies geassosieer word nie. Wanneer die deeltjie binne die siklotron vrygestel word, laat die elektromagnetiese veld die deeltjie in 'n sirkelvormige pad binne beide die Dees beweeg. Die deeltjie word versnel as gevolg van die elektriese veld. Die versnelling van die deeltjie verhoog die energie van die deeltjie. Met toenemende energieë neem die radius van die sirkelbaan wat deur die deeltjie gereis word ook toe. Die magneetveld lei die deeltjies om 'n sirkelbeweging te vertoon.

Gravitron:

Gravitron-rit is nog 'n opwindende ding om by die pretpark te doen. 'n Persoon word teen die silindriese muur laat staan ​​en geleidelik word die spoed van die gravitron verhoog. Aangesien die rotasiespoed van die gravitron baie hoog word, word die vloer onder die persoon wat op staan ​​verwyder, maar verbasend bly die ruiter vas aan die muur van die gravitron.

Die ruiter wat binne-in die gravitron staan, ervaar die sentrifugale krag wat gelyk is aan drie keer die krag-ervaring as gevolg van swaartekrag wat die ruiters dus toelaat om geheg te bly aan die muur van die gravitron anders as om af te val wanneer die vloer daaronder verwyder word.

Plafon waaiers:

Die rotasie van die skroewe hang af van die rotor waaraan hulle vasgemaak is. Die rotor werk volgens die beginsel van elektromagnetisme. Soos die stroom in die spoel vloei, word die magnetiese veld in die spoel geïnduseer wat wringkrag om die as van die rotor produseer. Die magnete in die rotor van 'n waaier word afgestoot deur die stator wat help om die spoed van die rotor te verhoog. Die rotor en stator stoot hulself weg van mekaar vir elke siklus. Die sirkelbeweging van die rotor laat die lemme van die waaier in 'n eenvormige sirkelbeweging beweeg. Daarom is dit ook een van die sentrale krag voorbeelde.

windmeul:

Kyk na die bronbeeld
Windpomp rotasie van lemme; Beeldkrediete: turbinegenerator

Die windpompe omskakel windenergie na elektries energie; en word ook gebruik vir die maal van korrels, die onttrekking van olie uit sade, die pomp van water uit die ondergrond, ens.

Soos die lemme beweeg wanneer daar genoeg windspoed is om die lemme te beweeg, begin die skag draai en produseer meganiese energie uit windenergie. Die motor help om die aantal rotasies per sekonde te verhoog, wat dan aan 'n kragopwekker gekoppel word om die meganiese energie wat verkry word na elektriese energie om te skakel. Die beweging van lemme van die windpompe is 'n voorbeeld van 'n sentrale mag. Die snelheid van die lem is in 'n sirkelvormige baan en die sentrale krag wat na die middel inwerk, laat die motor teen hoë spoed tol.

Beweging van elektrone om die kern:

Kyk na die bronbeeld
Beweging van elektrone om die kern;
Image Credit: bckampus

Die lywige massa wat deur die atoom bestaan, is gekonsentreer in die middel wat die kern van die atoom genoem word en die ligter massas word gevind wat om die kern van die atoom wentel.

Massa van die proton mp = 1.67*10-27

Massa van die neutron mn = 1.76*10-27

Massa van die elektron me = 9.1*10-31

Die massa van die elektron is baie klein in vergelyking met proton en neutron. Die elektron is 'n negatief gelaaide deeltjie en protone voeg positiewe lading binne die kern by aangesien die neutrone geen lading het nie, die verskil in die ladings trek na mekaar toe, maar die golflengte van die elektrone is baie groter as die radius van die proton en dus elektrone en protone bots nie met mekaar nie.

Die roterende elektron word geassosieer met die sentrifugale krag wat die aantrekkingskrag tussen die twee teenoorgestelde gelaaide deeltjies balanseer en die elektron ontsnap wat in die kern val.

Kunsmatige satelliete om die Aarde:

Kyk na die bronbeeld
Satelliet wat om die Aarde draai;
Image Credit: Quora

Die satelliet om die Aarde draai in 'n eenvormige sirkelbeweging as gevolg van die swaartekrag van die aarde. Aangesien die massa van die aarde baie groter is as dié van die satelliet, ervaar die satelliet die krag na die middel van die aarde en die snelheid van die satelliet bly loodreg op die rigting van die krag wat geneig is om die satelliet in 'n sirkel te laat draai. wentel om die Aarde.

Die satelliet sal in 'n eenvormige sirkelbeweging om die Aarde beweeg onder die werking van 'n sentripetale krag gegee deur F=mv2/r wat die gravitasiekrag balanseer en dus,

mv2/r =G*(Mm)/r2

'v' is 'n spoed van kunsmatige satelliete wat om die planeet Aarde wentel.

Reuzenrad:

Reuzenwiele is 'n reusewiel in die pretparke wat met behulp van ratte en motors opwaarts tol, terwyl die swaartekrag van die Aarde die wiel terugtrek na die normale posisie en dit word herhaal. Die wiel word om 'n sentrale as gedraai. Die krag as gevolg van sentripetale versnelling wat na die middel van die wiel inwerk, is

is 'n hoekversnelling en r is 'n radius van die wiel.

Die krag wat op die passasier inwerk is 'n gekombineerde effek van die sentripetale krag en die krag as gevolg van swaartekrag. Die massa van die passasier wissel na gelang van die sentripetale versnelling en swaartekrag.

Versnelling van die reuzenwiel; Beeldkrediet: RealWorldFisika

Wanneer 'n wiel van afwaarts na die opwaartse posisie beweeg, het dit genoeg krag nodig om opwaarts te beweeg teen die gravitasietrek wat afwaarts inwerk. Die versnelling van 'n wiel wys opwaarts. Die krag wat op die liggaam ervaar word, is die som van die sentripetale versnelling en ook die gravitasiekrag wat gegee word as

F=m(g+a)

Waar

Soos die hoogte van die grond af styg, neem die potensiële energie van die liggaam toe en die passasier voel swaarder in gewig.

Op die bereiking van die top van die wiel, die sentripetale versnelling wys nou afwaarts. Die krag wat nou op die persoon ervaar word, sal minimaal wees omdat die gravitasietrek self die wiel afwaarts versnel, dus is die totale krag wat op die liggaam ervaar word.

Op hierdie punt word die potensiële energie in kinetiese energie omgeskakel en die liggaam versnel vrylik afwaarts sonder om enige krag te ervaar. Dit kan ook 'n vrye val van die liggaam genoem word. Gevolglik voel die passasier ligter vanaf hierdie punt totdat hy die onderkant van die wiel bereik waar die kinetiese energie van die liggaam amper nul word en die potensiële energie weer begin bou.

Mengmolen:

'n As draai as gevolg van die motorkoppelaar op die hoofeenheid en aan die basis van 'n maalfles. Met 'n roterende as roteer die lem wat aan 'n as geheg is ook en help om die mengsel te maal. Die rotasie van die lem word geassosieer met die sentrale krag-as by die as. Die tol van die lemme plaas voedseldeeltjies in 'n sirkelbeweging; dit skep 'n vakuum in die middel en beweeg die deeltjies na die kante van die fles.

Wat is 'n sentrale mag

Krag wat op die deeltjie inwerk of 'n voorwerp wat na 'n vaste punt in die middel langs die lyn wat die voorwerp in die ruimte verbind, rig en die grootte van die krag hang af van die afstand tussen die voorwerp en die fokus, word 'n sentrale krag genoem.

Dit kom slegs in werking langs die lyn wat die twee voorwerpe verbind wat na mekaar in wisselwerking tree en word in die middel van die twee liggame uitgeoefen.

Die hoekmomentum wat die voorwerp in 'n sirkelbaan besit, is konstant. Totale werk verrig deur die voorwerp in 'n beweging is nul en dus is die totale energie konstant. Daarom is dit 'n konserwatiewe krag.

Sentrale krag is dieselfde as 'n sentripetale krag wat 'n krag is wat op die voorwerp loodreg op sy snelheid ervaar word en 'n tangensiale krag ondergaan wat neig om die voorwerp in 'n sirkelbaan te hou.

Lees meer oor Is gravitasiekrag 'n kontakmag: hoekom, hoe, wanneer en gedetailleerde feite.

Algemene vrae

Is sentrale krag 'n kontakkrag?

Wanneer die krag op enige voorwerp toegepas word deur in fisiese kontak met daardie liggaam te wees, staan ​​bekend as 'n kontakkrag, dus kan die sentrale krag nie 'n kontakkrag wees nie.

Sentrale krag is wanneer die krag na die middelpunt tussen die voorwerpe by 'n fokus in 'n ruimte onderwerp word. Dit word geassosieer met die veld of aantrekkingskrag tussen die voorwerpe wat deur die afstand geskei word.

Is elektromagnetiese krag 'n sentrale krag?

'n Elektromagnetiese krag is 'n sentrale krag.

'n Deeltjie in die magneetveld beweeg in die rigting loodreg op die krag wat verantwoordelik is vir 'n sirkelbeweging van die deeltjie wat in die veld teenwoordig is. Die krag werk in na die middel van hierdie sirkelbaan wat bereik word deur die deeltjie wat in beweging is.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings