Centripetale versnelling en swaartekrag: 7 belangrike feite


Ons is almal bewus van die terme versnelling en swaartekrag, maar in hierdie pos sal ons meer gedetailleerde feite oor sentripetale versnelling en swaartekrag leer.

Wanneer 'n liggaam toegelaat word om in 'n sirkelvormige trajek te beweeg, bly die rigting verander sodat daar 'n verandering in die snelheid sal wees wat lei tot die versnelling van die liggaam. Hierdie liggaamsversnelling in sirkelbeweging is hoofsaaklik gekonsentreer by die sirkel se middelpunt. Hierdie tipe versnelling beïnvloed swaartekrag.

In die planeet se beweging om die son kan ons waarneem hoe sentripetale versnelling en swaartekrag is verwant. Die sentripetale versnelling is te wyte aan die uitoefening van sentripetale krag op die planeet. Die uitoefening van sentripetale krag is as gevolg van swaartekrag wat die liggaam beïnvloed.

Lêer:Aphelion.jpg - Wikimedia Commons
Sentripetale versnelling en swaartekrag van planetêre beweging
Image krediete: Wikimedia commons

Is sentripetale versnelling gelyk aan swaartekrag?

Swaartekrag kan na verwys word as sentripetale krag wat op die liggaam uitgeoefen word wat in 'n sirkelbaan beweeg. Beskou byvoorbeeld die beweging van 'n satelliet om 'n hemelliggaam. Hulle volg 'n sirkelvormige pad om die hemelliggaam. Die sirkelbeweging is as gevolg van die sentripetale krag, en dus verkry die satelliet sentripetale versnelling.

Aangesien 'n gravitasie-aantrekkingskrag op die satelliet uitgeoefen word om in 'n sirkelbeweging rondom die hemelliggaam is die gravitasie-aantrekking dieselfde as die sentripetale krag wat op die satelliet uitgeoefen word. Dit wys dus dat sentripetale versnelling en swaartekrag gelyk is.

In 'n ander aspek kan ons sê dat versnelling as gevolg van swaartekrag en sentripetale versnelling dieselfde is in 'n geostasionêre wentelbaan. Dit is omdat die versnelling van die satelliet wat om die aarde draai presies ooreenstem met die rotasiespoed van die aarde.

sentripetale versnelling en swaartekrag
Sentripetale versnelling en swaartekrag is gelyk

Wanneer swaartekrag gelyk is aan sentripetale versnelling?

As enige voorwerp in 'n sirkelbaan beweeg, moet daar 'n verandering in die voorwerp se hoek wees. Daar word gesê dat as die krag van inspanning baie groter is as die verandering in versnelling, dan sal die versnelling heeltemal oor die middelpunt gekonsentreer wees en gelyk word aan die swaartekrag.

Wanneer die sentripetale krag op die voorwerp uitgeoefen word, bly die baan van die voorwerp nie as 'n eenvormige sirkelbaan nie, maar is ovaalvormig. Aangesien ons weet dat die baan van die planetêre beweging ook ietwat ovaal is, sê maar ellipties. Dit wys dat sentripetale versnelling en swaartekrag gelyk is wanneer daar 'n verandering in hoek is, en die trajek is ovaal.

Ooreenkomste tussen swaartekrag en sentripetale versnelling

Aangesien swaartekrag as 'n sentripetale krag beskou word en sentripetale versnelling die gevolg is van die sentripetale krag, is beide sentripetale versnelling en swaartekrag gelyk wanneer die liggaam onder eenvormige sirkelbeweging is.

Verskil tussen swaartekrag en sentripetale versnelling

Selfs al dien swaartekrag as 'n sentripetale krag, is daar 'n verskil tussen sentripetale versnelling en swaartekrag. 'n Paar verskille tussen sentripetale versnelling en swaartekrag word hieronder gelys.

GravitySentripetale versnelling
Swaartekrag kom van al die massas saam as gevolg van gravitasietrek.Sentripetale versnelling is as gevolg van die sirkelbeweging van 'n voorwerp wat na die geometriese middelpunt gerig is.
Swaartekrag is 'n konstante fisiese entiteit in 'n lineêre dimensie wat moeilik is om met hoë akkuraatheid te meet.Sentripetale versnelling is 'n veranderlike omdat die rigting gereeld langs die sirkelbaan verander.
Swaartekrag kan beide lineêre en nie-lineêre beweging van die massas produseer.Sentripetale versnelling kan slegs nie-lineêre beweging in 'n sirkelbaan produseer.
Die swaartekrag verhoed altyd die vrye val van die voorwerp. As gevolg van hierdie rede, veronderstel enige voorwerp wat vryval ervaar geen interne spanning nie.Sentripetale versnelling deflekteer die voorwerp van die wêreldlyn na die kragvrye pad sodat die voorwerp interne spanning ervaar.
Die swaartekrag is streng eweredig aan die massa.Die massas is nie beperk tot streng eweredigheid met die sentripetale versnelling nie.
Swaartekrag volg die traagheid en kragvrye pad deur ruimte-tyd.Sentripetale versnelling verhoed dat die voorwerp 'n traagheid en kragvrye pad deur ruimte-tyd volg.

Vind swaartekrag deur middel van sentripetale versnelling.

Die sentripetale versnelling is as gevolg van 'n verandering in snelheid van 'n liggaam onder eenvormige sirkelbeweging waarin die hele liggaamsmassa na sy middelpunt gekonsentreer is. Om sentripetale versnelling te vind, moet ons dus die liggaam se snelheid ken.

Kom ons neem aan dat v die snelheid van die liggaam in 'n sirkelbaan is waarvan die radius r is; dan word sentripetale versnelling gegee deur

ac=v2/r

Aangesien sentripetale versnelling te wyte is aan sentripetale krag wat op die liggaam uitgeoefen word, met behulp van Newton se tweede wet F=ma, kan ons sentripetale krag gee as,

Fc=mv2/r

Ons weet dat swaartekrag ook as 'n sentripetale krag kan optree, sodat ons die swaartekragformule kan herskryf as

Waar G die gravitasiekragkonstante is, m1 en m2 is die massas, en r is die radius.

Deur die bogenoemde twee vergelykings gelyk te stel kry ons

Maar v2/r=ac ; dan word die vergelyking vir swaartekrag gegee deur

Hierdie vergelyking geld slegs vir klein voorwerpe.

Lêer:Derivation-centripetal-acceleration.svg - Wikimedia Commons
Sentripetale versnelling van 'n voorwerp
Image krediete: Wikimedia commons

Hoe balanseer sentripetale versnelling swaartekrag?

Swaartekrag is die fundamentele krag van die natuur wat op elke voorwerp op die aarde uitgeoefen word. Intussen, as ons praat van sentripetale versnelling, wat te wyte is aan sentripetale krag, 'n vorm van generiese krag wat op die rotatorstelsel inwerk. Aangesien die aarde 'n rotatorstelsel is, moet daar 'n balans tussen sentripetale versnelling en swaartekrag wees.

In sterrekunde vereis alsterre en planete 'n mate van krag om die sirkelbaan na te spoor wat eweredig moet wees aan die sentripetale versnelling. Hierdie krag word deur swaartekrag bestuur deur gravitasie-aantrekking en sentripetale krag tussen die planeet en hemelse sterre te balanseer. Hierdie balans word verkry deur die massa en die radius van gegewe sterre en planete te skat.

Op dieselfde manier word die sentripetale krag gebalanseer deur 'n reaksiekrag wat sentrifugale krag genoem word. Jy het hulle dalk ervaar as jy ooit op die merry-go-round ry.

Merry-go-round is nie 'n sentripetale krag voorbeeld maar 'n goeie voorbeeld van sentripetale versnelling. Terwyl jy op die merry-go-round ry, kan 'n mens 'n pseudo-krag ervaar wat die persoon van die middel af wegstoot. Hierdie middelvlugtende krag balanseer die sentripetale versnelling en swaartekrag in teenoorgestelde rigtings.

Hoekom wys sentripetale versnelling altyd na die middel?

Sentripetale versnelling veroorsaak die konstante spoed van die liggaam onder sirkelbeweging. As versnelling nie na die middel gerig is nie, sal dit nie sentripetaal wees nie.

In 'n sirkelbaan is die rigting veranderlik, wat versnelling veroorsaak. Newton het in sy wette gesê dat die versnelling van enige voorwerp in die rigting van die netto krag moet wees. In 'n sirkelbaan is die netto krag wat op die voorwerp inwerk na die middel. Dus word sentripetale versnelling ook na die middelpunt gerig.

Waarom is sentripetale versnelling nie konstant nie?

In 'n sirkelbaan kan radiale versnelling konstant gehou word, maar nie sentripetaal nie.

In die meeste gevalle is die grootte konstant, maar die rigting daarvan is nie konstant deur die proses nie. Aangesien daar gereelde verandering in die rigting van beweging langs die sirkelbaan is, bly die snelheid verander, wat die liggaam versnel. Hierdie versnelling wissel met die snelheid saam met die rigtingverandering.

Gevolgtrekking

Kom ons sluit hierdie pos af deur te sê dat sentripetale versnelling swaartekrag met mekaar verband hou, aangesien die hoofoorsaak van sentripetale versnelling sentripetale krag is. In sommige kontekste kan swaartekrag na verwys word as sentripetale krag.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings