Indar zentripetua – arazoak eta irtenbideak

Indar zentripetua – arazoak eta irtenbideak

1. Soka baten muturrari lotutako 200 gramoko bola bat zirkulu horizontal batean biratzen da 5 rad s ^-1 -ko abiadura angeluarrarekin . Sokaren luzera 60 cm bada, zein da indar zentripetua?

Ezaguna :

Objektuaren masa (m) = 200 gr = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0.2 kg

Abiadura angeluarra (ω) = 5 rad/s

Sokaren luzera = erradioa (r) = 60 cm = 60/100 m = 0.6 m

Bilatzen dena: Indar zentripetoa

irtenbidea:

Indar zentripetoa azelerazio zentripetoa eragiten duen indar erresultantea da.

Indar zentripetuaren ekuazioa:

∑F = ma _s

∑F = mv² ^/ r = ^mω² r

∑ F = Indar zentripetua , m = objektuaren masa , v = abiadura lineala , ω = abiadura angeluarra , r = erradioa.

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

2. Ikasle batek soka baten muturrean lotuta eta zirkulu horizontal batean biratu duen harri bat. Harriaren azken abiadura hasierako abiaduraren 2 x bada, zein da indar zentripetoa?

Ezaguna:

Harriaren masa = m

Harriaren abiadura = v

Sokaren luzera = erradioa = r

Bilatzen dena: Indar zentripetoa

irtenbidea:

3. R ​​erradioko errepide kurbatu bat diseinatuta dago 10 ms ^{–1 abiaduran doan auto batek bira segurtasunez egin dezan. Autoaren eta errepidearen arteko} marruskadura estatikoaren koefizientea = 0.5. Zein da erradioa? Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 ms ^–2.

Ezaguna:

Abiadura (v) = 10 m/s

Autoaren eta errepidearen arteko marruskadura estatikoaren koefizientea (μ _s ) = 0.5

Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/ ^s²

Bilatzen dena: Erradioa

irtenbidea:

Norabide horizontalean dagoen indar bakarra marruskadura estatikoaren indarra da. Marruskadura estatikoaren ekuazioa:

4. Pneumatikoen eta errepidearen arteko marruskadura estatikoaren koefizientea 0.4 da. Grabitatearen azelerazioa 10 m/s ² bada , zein da autoak bide kurbatu batetik irristatu gabe biratzeko gehienezko abiadura?

Ezaguna:

Marruskadura estatikoaren koefizientea (μ_s) = 0.4

Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/ ^s²

Bidearen erradioa (R) = 40 metro

Bilatzen dena: abiadura maximoa (v)

irtenbidea:

Newtonen bigarren legearen ekuazioa higidura zirkular uniformean:

ΣF = indar zentripetoa = indar netoa , m = m ass , a _s = azelerazio zentripetoa , v = abiadura lineala , R = ibilbidearen erradioa

Indar zentripetua

Indar zentripetoa azelerazio zentripetoak sortzen dituen indar netoa da. Kasu honetan, indar zentripetoa marruskadura estatikoaren indarra da.

Marruskadura estatikoaren indarraren ekuazioa:

μ _s = marruskadura estatikoaren koefizientea , w = pisua , m = masa, g = grabitatearen azelerazioa

Abiadura maximoa (v):

1. Zer da indar zentripetoa?
   • Erantzuna: Indar zentripetua ibilbide zirkular batean mugitzen ari den objektu bati eragiten dion indarra da, zirkuluaren edo ibilbidearen erdigunerantz zuzenduta. Objektua bere mugimendu zirkularrean mantentzeaz arduratzen da.
2. Nola bereizten da indar zentripetua indar zentrifugotik?
   • Erantzuna: Indar zentrifugoa objektu bati eragiten dion indar erreala da, ibilbide zirkular batean mugitzen jarraitzeko. Indar zentrifugoa, berriz, objektu bat zirkulu baten erdigunetik urruntzen duela dirudien indar hautemangarria da, erreferentzia-sistema birakari batetik behatzean. Indar zentrifugoari askotan "fikziozko" edo "pseudo" indar deitzen zaio.
3. Zer gertatzen da biraka ari den objektu baten gaineko indar zentripetoa bat-batean desagertzen bada?
   • Erantzuna: Biratzen ari den objektu baten gaineko indar zentripetoa bat-batean kentzen bada, objektua indarra kendu zen puntuan ibilbide zirkularrarekiko ukitzaile den lerro zuzen batean mugituko da, Newtonen lehen mugimendu legea jarraituz.
4. Nola aldatzen da beharrezko indar zentripetoa ibilbide zirkularraren erradioarekin abiadura konstante bat izanez gero?
   • Erantzuna: Beharrezko indar zentripetoa alderantziz proportzionala da ibilbide zirkularraren erradioarekiko. Abiadura konstante mantentzen bada baina erradioa handitzen bada, behar den indar zentripetoa gutxitzen da, eta alderantziz.
5. Nola aldatzen da indar zentripetoa higidura zirkularrean doan objektu baten abiadura bikoizten bada?
   • Erantzuna: Indar zentripetoa objektuaren abiaduraren karratuarekiko zuzenki proportzionala da. Beraz, abiadura bikoizten bada, behar den indar zentripetoa lau aldiz handiagoa da.
6. Grabitateak indar zentripeto gisa joka dezake?
   • Erantzuna: Bai, grabitateak indar zentripeto gisa joka dezake. Adibide nagusia Lurraren eta Ilargiaren arteko grabitazio-indarra da, Ilargia Lurraren inguruko orbitan mantentzen duena.
7. Zergatik sentitzen zara albo batera bultzatuta autoan bira zorrotz bat hartzerakoan?
   • Erantzuna: Auto batek bira zorrotz bat hartzen duenean, indar zentripetoak biraketaren erdialderantz eragiten du, autoa bere ibilbide zirkularrean mantenduz. Hala ere, zure gorputzak lerro zuzen batean jarraitzeko joera du inertzia dela eta. Kanpora egiten duzun bultzada hori indar zentripetoaren erreakzioa da eta askotan "indar zentrifugo" gisa nahasten da.
8. Nola eragiten dio objektu baten masak abiadura konstantean higidura zirkularra egiteko behar den indar zentripetoari?
   • Erantzuna: Beharrezko indar zentripetoa objektuaren masarekiko zuzenki proportzionala da. Objektuaren masa bikoizten bada, behar den indar zentripetoa ere bikoiztu egiten da, abiadura eta erradioa konstante mantentzen direla kontuan hartuta.
9. Zer paper jokatzen du marruskadurak indar zentripetoan auto bat biratzen denean?
   • Erantzuna: Auto batek biratzen duenean, pneumatikoen eta errepidearen arteko marruskadura-indarra da autoa bide kurbatu batean mantentzeko beharrezko indar zentripetoa ematen duena. Marruskadurarik ez balego (adibidez, errepide izoztu batean), autoak ezingo luke bira egin eta kanporantz irristatuko litzateke.
10. Soka bateko tentsioak indar zentripeto gisa joka dezake?

• Erantzuna: Bai, soka edo hari bateko tentsioak indar zentripeto gisa joka dezake. Adibidez, objektu bat hari bat erabiliz ibilbide zirkular batean biratzen denean, hariaren tentsioak beharrezko indar zentripetoa ematen du objektua zirkuluan mugitzen mantentzeko.