Γιατί ένα αντικείμενο που κινείται σε μια κυκλική διαδρομή με σταθερή ταχύτητα υφίσταται επιτάχυνση και έχει εκτοξεύσεις δύναμης σε αυτό;
1. Η επιτάχυνση είναι περίπου * αλλαγή * σε ταχύτητα, όχι μόνο ταχύτητα.
* ταχύτητα είναι μια ποσότητα φορέα, που σημαίνει ότι έχει τόσο μέγεθος (ταχύτητα) όσο και κατεύθυνση.
* επιτάχυνση Εμφανίζεται όταν υπάρχει αλλαγή είτε στο μέγεθος (ταχύτητα) είτε στην κατεύθυνση της ταχύτητας, ή και των δύο.
2. Η κυκλική κίνηση περιλαμβάνει μια σταθερή αλλαγή στην κατεύθυνση.
* Παρόλο που η ταχύτητα του αντικειμένου μπορεί να είναι σταθερή, η κατεύθυνση του αλλάζει συνεχώς καθώς κινείται σε έναν κύκλο. Αυτή η συνεχής αλλαγή στην κατεύθυνση σημαίνει ότι η ταχύτητά του αλλάζει επίσης.
3. Η αλλαγή στην ταχύτητα σημαίνει επιτάχυνση.
* Δεδομένου ότι η ταχύτητα αλλάζει (λόγω της μεταβαλλόμενης κατεύθυνσης), το αντικείμενο υφίσταται επιτάχυνση. Αυτή η επιτάχυνση κατευθύνεται προς το κέντρο του κύκλου και ονομάζεται Centripetal επιτάχυνση .
4. Απαιτείται δύναμη για επιτάχυνση.
* Ο δεύτερος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα δηλώνει ότι η δύναμη είναι ίση με την επιτάχυνση των μαζικών χρόνων (F =MA).
* Επειδή το αντικείμενο επιταχύνεται (λόγω της αλλαγής στην κατεύθυνση), πρέπει να βιώνει μια δύναμη. Αυτή η δύναμη κατευθύνεται επίσης προς το κέντρο του κύκλου και ονομάζεται centripetal δύναμη .
Παραδείγματα:
* ένα αυτοκίνητο που γυρίζει μια γωνία: Η ταχύτητα του αυτοκινήτου μπορεί να είναι σταθερή, αλλά η κατεύθυνση του αλλάζει, οπότε επιταχύνεται. Η δύναμη που προκαλεί αυτή την επιτάχυνση είναι η τριβή μεταξύ των ελαστικών και του δρόμου.
* Μια μπάλα σε μια συμβολοσειρά: Η μπάλα κινείται σε έναν κύκλο, οπότε επιταχύνεται προς το κέντρο του κύκλου. Αυτή η επιτάχυνση προκαλείται από την τάση στη συμβολοσειρά, η οποία λειτουργεί ως κεντρομόλος δύναμη.
Key Takeaway: Η συνεχής μεταβολή της κατεύθυνσης σε κυκλική κίνηση, ακόμη και με σταθερή ταχύτητα, έχει ως αποτέλεσμα την επιτάχυνση και την ανάγκη για μια δύναμη (κεντρομόλη δύναμη) να διατηρηθεί αυτή η κυκλική διαδρομή.
