In hierdie artikel gaan ons 5 feite bespreek wat verband hou met wrywingskrag en sentripetale versnelling.
Voordat jy begin met die gedetailleerde feite wat verband hou met wrywingskrag en sentripetale versnelling ons moet die basiese idee van wrywingskrag en sentripetale versnelling hê. Wrywingskrag is 'n krag wat die beweging van 'n gly liggaam of oppervlak oor die ander weerstaan.
As 'n liggaam langs 'n sirkelbaan beweeg met 'n verandering in die rigting van sy snelheid, dan staan die versnelling daarvan bekend as sentripetale versnelling. Centripetale krag word op daardie liggaam ingewerk, so dit is hoekom sentripetale versnelling gegenereer word.
Hoe hou wrywingskrag verband met sentripetale versnelling?
Om die verband tussen wrywingskrag en sentripetale versnelling ons moet 'n voorbeeld neem van 'n motor wat op 'n plat kurwe beweeg. Die kurwe is 'n ongebankde kurwe. Soos die motor op die pad beweeg, behoort daar 'n neiging te wees dat dit gly.
Maar dit gly nie, hoekom? Die antwoord is statiese wrywing. Statiese wrywingskrag werk in die teenoorgestelde rigting van die beweging van die motor op die pad en daarom gly dit nie. Die enigste krag wat in die horisontale rigting op die bande van die motor inwerk, is die statiese wrywingskrag.
Ons weet almal dat sentripetale krag deur 'n motor nodig is om op 'n ongebankde kurwe te beweeg. So hier moet die statiese wrywingskrag die sentripetale krag wees. Die wiskundige uitdrukking vir die statiese wrywingskrag is gelyk aan Fs= μ.N waar N die normaalkrag aandui en μ die koëffisiënt van statiese wrywing aandui.
Die normale N is gelykstaande aan die gewig van die motor wat in afwaartse rigting optree. Daarom het Fs= μ.N = μ.mg Nou weet ons almal dat die wiskundige uitdrukking vir die sentripetale krag F isc = mv2/r waar v en r die snelheid van die kar en radius van die kromme onderskeidelik aandui.
Daarom het Fs= μ.N = μ.mg = Fc = mv2/r
v2/r = μ.g
Hier is die wiskundige uitdrukking vir die sentripetale versnelling is v2/r. Daarom kan ons sê dat ons die waarde van kan bereken sentripetale versnelling van die wrywingskrag. Die verband tussen wrywingskrag en sentripetale versnelling is v2/r = μ.g.
Kan wrywingskragte sentripetale versnellings produseer?
'n Baie algemene voorbeeld van banking van paaie kan ons help om te verstaan of wrywingskragte kan produseer sentripetale versnellings. Aanvanklik moet ons weet wat is bank van paaie? Soms sien ons motorbande gly terwyl ons 'n U-draai op 'n pad neem.
Om hierdie moontlikheid van gly te verwyder, word sentripetale krag aan die motor verskaf. Die verskynsel om 'n hoek te handhaaf om die waarskynlikheid van gly van 'n motor te verminder, staan bekend as bank van die pad.
Daar is 3 tipes bankdienste. Hier gaan slegs die geval van hoe wrywingskragte sentripetale versnellings voortbring, geïllustreer word. As die bankhoek is nul dan kan slegs wrywingskragte sentripetaal produseer versnellings.
Wanneer die bankhoek nul bly dan moet die motor draaie maak op die plat kurwes. In hierdie geval balanseer die opwaarts gerigte normaalkrag(N) die gewig(mg) van die motor wat afwaarts optree aangesien dit vertikaal van aard is. Daarom, N =mg………(1)
As die pad glad genoeg is, kan die motor nie die draaie vat nie, want dit sal gly in die afwesigheid van wrywingskragte. Maar in die geval van 'n rowwe pad sal die sentripetale krag verskaf word deur die wrywingskrag(f) wat op die pad inwerk.
Daarom , f = μ.N = μ.mg …………….(2) [van vergelyking (1)]
As die sentripetale krag (Fc= mv2/r) word verskaf deur die wrywingskrag (f) dus
f = μ.N = μ.mg = Fc= mv2/r [van vergelyking (2)]
Daarom is μ.g = v2/r
v = √μ.rg ………………….. (3)
Hier v= v Max = die maksimum snelheid wat deur die motor op 'n plat pad verkry kan word
Wanneer wrywingskragte sentripetale versnellings produseer?
Hier kan ons 'n voorbeeld van 'n vrolike rondte neem. Sê 'n persoon staan op 'n merry go round en die merry go round beweeg maar nie op 'n baie vinnige manier nie. Dan sal die persoon hom op dieselfde posisie bevind waar hy gestaan het toe die merry go-ronde stil was.
Nou ontstaan die vraag hoe dit moontlik is as die merry go round beweeg moet die persoon ook sy posisie verander. Die antwoord is as gevolg van wrywingskrag. In hierdie geval is die versnelling wat deur die persoon verkry word sentripetale versnelling en dit word geproduseer deur die wrywingskrag.
Hoe veroorsaak wrywingskragte sentripetale versnellings?
Hier gaan ons weer die voorbeeld neem van 'n bewegende motor wat 'n draai wil maak op 'n ongebankde pad. In die vorige gedeelte van hierdie konsep is reeds in 'n gedetailleerde manier bespreek. As 'n motor dus 'n draai op 'n plat pad wil maak, sal dit gegly word. As dit nie gly nie, is dit seker dat daar 'n ander krag is wat sy kans op gly verminder het.
Hierdie krag is statiese wrywingskrag. Dit verskaf sentripetale krag aan die bande van die motor. Die versnelling wat deur die motor verkry word, wat die sentripetale versnelling is, word ook uit hierdie statiese wrywingskrag voortgebring.
Voorbeelde van wrywingskragte wat sentripetale versnellings produseer
Hier sal ons 'n wiskundige voorbeeld neem om aan te toon dat wrywingskragte sentripetale versnellings produseer.
Numeriese probleem:
'n Motor beweeg op 'n plat pad. Wat is die waarde van die maksimum snelheid waarteen die motor moet beweeg om die waarskynlikheid van gly te verwyder? Die waarde van koëffisiënt van statiese breuk is 0.4 en die massa van die motor is 100 kg en die radius van die pad is 4 m. (g= 10 m/s2)
Antwoord:
Daar word in die vraag genoem dat die pad plat is. Dit beteken dat die bankhoek nul is.
Die sentripetale krag wat die motor benodig om 'n draai te maak, word dus deur die statiese wrywing verskaf.
Hier is μ=0.4,m=100 kg en g= 10 m/s2,r = 4 m
Fs= μ.mg
μ.mg = mv2/r
v Max = v = √μ.rg
v Max = √0.4 x 4 x 10
v Max = 4 m/s waar v Max is die maksimum snelheid waarteen die motor moet beweeg om die waarskynlikheid van gly te verwyder.
Gevolgtrekking
in hierdie artikel word die verband tussen wrywingskrag en sentripetale versnelling saam met 'n numeriese voorbeeld op 'n uitgebreide wyse beskryf.
