Γιατί η επιτάχυνση ενός σώματος κινείται ομοιόμορφα στον κύκλο που κατευθύνεται προς το κέντρο;
Κατανόηση της κυκλικής κίνησης
* Η ταχύτητα είναι εφαπτόμενη: Ένα σώμα που κινείται σε έναν κύκλο έχει ένα φορέα ταχύτητας που είναι πάντα εφαπτόμενο στον κύκλο στην τρέχουσα θέση του.
* Αλλαγή κατεύθυνσης: Παρόλο που η ταχύτητα μπορεί να είναι σταθερή, η κατεύθυνση της ταχύτητας αλλάζει συνεχώς. Αυτή η αλλαγή στην κατεύθυνση σημαίνει ότι το αντικείμενο επιταχύνεται.
Κεντριές επιτάχυνση
* Επιτάχυνση προς το κέντρο: Η επιτάχυνση που είναι υπεύθυνη για αυτή την αλλαγή στην κατεύθυνση ονομάζεται κεντρομόλος επιτάχυνση . Είναι πάντα κατευθυνόμενη προς το κέντρο του κύκλου.
* δύναμη: Για να βιώσετε την κεντρομόλη επιτάχυνση, πρέπει να υπάρχει μια δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο, που επίσης κατευθύνεται προς το κέντρο του κύκλου. Αυτή η δύναμη ονομάζεται centripetal δύναμη .
Γιατί η επιτάχυνση κατευθύνεται προς το κέντρο;
Φανταστείτε μια μπάλα που συνδέεται με μια συμβολοσειρά, ταλαντεύεται σε έναν κύκλο.
* Χωρίς τη συμβολοσειρά: Αν ξαφνικά αφήσατε τη χορδή, η μπάλα θα πετούσε σε ευθεία γραμμή, ακολουθώντας την εφαπτομενική ταχύτητά της.
* με τη συμβολοσειρά: Η συμβολοσειρά τραβάει την μπάλα, αλλάζοντας συνεχώς την κατεύθυνσή της. Αυτή η εσωτερική έλξη είναι η κεντρομόλος δύναμη και η επιτάχυνση που προκύπτει είναι η κεντρομόλος επιτάχυνση.
Μαθηματική εξήγηση
Η φόρμουλα για την κεντρομόλα επιτάχυνση είναι:
* a =v²/r
Οπου:
* A είναι η κεντρομόλος επιτάχυνση
* V είναι η ταχύτητα του αντικειμένου
* r είναι η ακτίνα της κυκλικής διαδρομής
Αυτός ο τύπος καταδεικνύει ότι η επιτάχυνση είναι άμεσα ανάλογη προς το τετράγωνο της ταχύτητας και αντιστρόφως ανάλογη προς την ακτίνα.
Παραδείγματα
* ένα αυτοκίνητο στροφή: Η τριβή μεταξύ των ελαστικών και του δρόμου παρέχει την κεντρομόλη δύναμη που επιτρέπει στο αυτοκίνητο να γυρίσει.
* Δορυφόρος που περιστρέφεται γύρω από τη γη: Η βαρύτητα παρέχει την κεντρομόλη δύναμη που διατηρεί τον δορυφόρο στην τροχιά του.
Βασικά σημεία
* Ένα αντικείμενο που κινείται σε έναν κύκλο επιταχύνεται πάντα, ακόμη και αν η ταχύτητά του είναι σταθερή.
* Αυτή η επιτάχυνση κατευθύνεται προς το κέντρο του κύκλου και ονομάζεται επιτάχυνση κεντρομετρίας.
* Πρέπει να υπάρχει μια κεντρομόλος δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο για να προκαλέσει αυτή την επιτάχυνση.
