Mərkəzdənqaçma qüvvəsi – problemlər və həllər

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi – problemlər və həllər

1. Şnurun ucuna bərkidilmiş 200 qramlıq kürə, 5 rad/s ^-1 bucaq sürəti ilə üfüqi dairədə fırlanır . Şnurun uzunluğu 60 sm-dirsə, mərkəzdənqaçma qüvvəsi nə qədərdir?

K nown :

Obyektin kütləsi (m) = 200 qr = 200/1000 kq = 2/10 kq = 0.2 kq

Bucaq sürəti (ω) = 5 rad/s

Şnurun uzunluğu = radius (r) = 60 sm = 60/100 m = 0.6 m

Axtarılan: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi

Həll yolu:

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi, mərkəzdənqaçma sürətlənməsinə səbəb olan nəticə qüvvəsidir.

Mərkəzdənqaçma qüvvəsinin tənliyi:

∑F = ma _s

∑F = mv ² /r = m ω ² r

∑ F = Mərkəzdənqaçma qüvvəsi , m = cismin kütləsi , v = xətti sürət , ω = bucaq sürəti , r = radius.

∑F = m ω ² r = (0.2)(5) ² (0.6) = (0.2)(25)(0.6) = 3 N

2. Bir ipin ucuna bərkidilmiş və tələbə tərəfindən üfüqi dairədə fırlanan daş. Əgər daşın son sürəti ilkin sürətin 2 x-nə bərabərdirsə, onda mərkəzdənqaçma qüvvəsi nədir?

Məlumdur:

Daşın kütləsi = m

Stounun sürəti = v

Şnurun uzunluğu = radius = r

Axtarılan: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi

Həll yolu:

3. R ​​radiuslu əyri yol, 10 ms ^{– 1 sürətlə hərəkət edən avtomobilin döngəni təhlükəsiz şəkildə keçə bilməsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. Avtomobil və yol arasındakı} statik sürtünmə əmsalı = 0.5-dir. Radius nədir? Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 ms ^{– 2}.

Məlumdur:

Sürət (v) = 10 m/s

Avtomobil və yol arasındakı statik sürtünmə əmsalı (μ _s ) = 0.5

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s ²

Axtarış: Radius

Həll yolu:

Üfüqi istiqamətdə yeganə qüvvə statik sürtünmə qüvvəsidir. Statik sürtünmənin tənliyi:

4. Təkər və yol arasındakı statik sürtünmə əmsalı 0.4-dür. Əgər cazibə qüvvəsindən qaynaqlanan sürətlənmə 10 m/s²-dirsə ^, avtomobilin əyri yoldan sürüşmədən dönə bilməsi üçün maksimal sürət nədir?

Məlumdur:

Statik sürtünmə əmsalı (μ_s) = 0.4

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s ²

Yolun radiusu (R) = 40 metr

İstənilən: maksimum sürət (v)

Həll yolu:

Vahid dairəvi hərəkətdə Nyutonun ikinci qanununun tənliyi:

ΣF = mərkəzdənqaçma qüvvəsi = xalis qüvvə , m = m ass , a _s = mərkəzdənqaçma təcil , v = xətti sürət , R = yolun radiusu

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi mərkəzdənqaçma sürətlənmələri yaradan xalis qüvvədir. Bu halda, mərkəzdənqaçma qüvvəsi statik sürtünmə qüvvəsidir.

Statik sürtünmə qüvvəsinin tənliyi:

μ _s = statik sürtünmə əmsalı , w = çəki , m = kütlə, g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə

Maksimum sürət (v):

1. Mərkəzdənqaçma qüvvəsi nədir?
   • Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi dairəvi yolda hərəkət edən və dairənin və ya yolun mərkəzinə yönəlmiş cisimə təsir edən qüvvədir. O, cismin dairəvi hərəkətini təmin etməkdən məsuldur.
2. Mərkəzdənqaçma qüvvəsi mərkəzdənqaçma qüvvəsindən nə ilə fərqlənir?
   • Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi, cismin dairəvi bir yolda hərəkət etməsini təmin etmək üçün ona təsir edən real bir qüvvədir. Digər tərəfdən, mərkəzdənqaçma qüvvəsi, fırlanan istinad çərçivəsindən müşahidə edildikdə, cismi dairənin mərkəzindən uzaqlaşdıran kimi görünən qavranılan bir qüvvədir. Mərkəzdənqaçma qüvvəsi çox vaxt "uydurma" və ya "yalançı" qüvvə adlanır.
3. Fırlanan cismin üzərində mərkəzdənqaçma qüvvəsi qəfildən aradan qalxarsa nə baş verir?
   • Cavab: Fırlanan cismə təsir edən mərkəzdənqaçma qüvvəsi qəfildən aradan qaldırılarsa, cisim Nyutonun birinci hərəkət qanununa uyğun olaraq, qüvvənin aradan qaldırıldığı nöqtədəki dairəvi yola toxunan düz xətt üzrə hərəkət edəcək.
4. Sabit sürət üçün tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi dairəvi yolun radiusu ilə necə dəyişir?
   • Cavab: Tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi dairəvi yolun radiusu ilə tərs mütənasibdir. Sürət sabit qalarsa, lakin radius artarsa, tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi azalır və əksinə.
5. Dairəvi hərəkətdə olan cismin sürəti ikiqat artdıqda mərkəzdənqaçma qüvvəsi necə dəyişir?
   • Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi cismin sürətinin kvadratı ilə düz mütənasibdir. Beləliklə, sürət ikiqat artırılarsa, tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi dörd dəfə böyük olar.
6. Cazibə qüvvəsi mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi çıxış edə bilərmi?
   • Cavab: Bəli, cazibə qüvvəsi mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi çıxış edə bilər. Buna ən bariz nümunə Yer və Ay arasındakı cazibə qüvvəsidir ki, bu da Ayı Yer ətrafındakı orbitində saxlayır.
7. Maşında kəskin dönüş edərkən niyə özünüzü kənara itələnmiş hiss edirsiniz?
   • Cavab: Avtomobil kəskin döndükdə, mərkəzdənqaçma qüvvəsi döngənin mərkəzinə doğru təsir göstərir və avtomobili dairəvi yolunda saxlayır. Lakin, bədəniniz ətalət səbəbindən düz xətt üzrə hərəkət etməyə meyllidir. Hiss etdiyiniz bu xarici itələmə mərkəzdənqaçma qüvvəsinə reaksiyadır və çox vaxt "mərkəzdənqaçma qüvvəsi" kimi səhv salınır.
8. Sabit sürətlə dairəvi hərəkət üçün tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsinə cismin kütləsi necə təsir edir?
   • Cavab: Tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi cismin kütləsi ilə düz mütənasibdir. Əgər cismin kütləsi ikiqat artırılarsa, sürət və radius sabit qaldığı üçün tələb olunan mərkəzdənqaçma qüvvəsi də ikiqat artır.
9. Avtomobil dönərkən mərkəzdənqaçma qüvvəsində sürtünmə hansı rol oynayır?
   • Cavab: Avtomobil dönərkən, təkərlər və yol arasındakı sürtünmə qüvvəsi avtomobili əyri yolda saxlamaq üçün lazımi mərkəzdənqaçma qüvvəsini təmin edir. Əgər sürtünmə olmasaydı (məsələn, buzlu yolda), avtomobil dönə bilməz və çölə sürüşərdi.
10. Bir simdə gərginlik mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi çıxış edə bilərmi?

• Cavab: Bəli, ipdə və ya kəndirdə gərginlik mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi çıxış edə bilər. Məsələn, bir cisim ipdən istifadə edərək dairəvi bir yolda fırlandıqda, ipdəki gərginlik, cismin dairədə hərəkət etməsini təmin etmək üçün lazımi mərkəzdənqaçma qüvvəsini təmin edir.