Sintripetale krêft - problemen en oplossingen
1. In bal fan 200 gram, befestige oan 'e ein fan in koard, wurdt yn in horizontale sirkel draaid mei in hoeksnelheid fan 5 rad s -1 . As de lingte fan it koard 60 sm is, wat is dan de sintripetale krêft?
Bekend :
Massa fan it objekt (m) = 200 gr = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0.2 kg
Hoeksnelheid (ω) = 5 rad/s
Lingte fan it koard = radius (r) = 60 sm = 60/100 m = 0.6 m
Socht: De sintripetale krêft
Oplossing:
De sintripetale krêft is de resultante krêft dy't de sintripetale fersnelling feroarsaket.
De fergeliking fan 'e sintripetale krêft:
∑F = ma s
∑F = mv² / r = m ω² r
∑ F = Sintripetale krêft , m = massa fan it objekt , v = lineêre snelheid , ω = hoeksnelheid , r = straal.
∑F = m ω 2 r = (0.2)(5) 2 (0.6) = (0.2)(25)(0.6) = 3 N
2. In stien dy't oan 'e ein fan in tou fêstmakke is en troch in studint yn in horizontale sirkel draaid wurdt. As de einsnelheid fan 'e stien = 2 x de begjinsnelheid is, wat is dan de sintripetale krêft?
Bekend:
Massa fan stien = m
Stien syn snelheid = v
Lengte fan it koard = radius = r
Socht: De sintripetale krêft
Oplossing:
3. In bochtwei mei straal R is ûntwurpen sadat in auto dy't rydt mei in snelheid fan 10 ms –1 feilich de bocht nimme kin. De koëffisjint fan statyske wriuwing tusken auto en dyk = 0.5. Wat is de straal? Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 ms –2.
Bekend:
Snelheid (v) = 10 m/s
De koëffisjint fan statyske wriuwing tusken auto en dyk (μ s ) = 0.5
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Socht: Radius
Oplossing:
De ienige krêft yn 'e horizontale rjochting is de krêft fan statyske wriuwing. De fergeliking fan 'e statyske wriuwing:
4. De koëffisjint fan statyske wriuwing tusken bân en dyk is 0.4. As de fersnelling troch swiertekrêft 10 m/s² is , wat is dan de maksimale snelheid sadat de auto kin draaie sûnder út in bochtige baan te gliden?
Bekend:
Koëffisjint fan statyske wriuwing (μs) = 0.4
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Radius fan it paad (R) = 40 meter
Winske: maksimale snelheid (v)
Oplossing:
De fergeliking fan Newton syn twadde wet yn unifoarme sirkelfoarmige beweging:
ΣF = sintripetale krêft = netto krêft , m = m ass , a s = sintripetale fersnelling , v = lineêre snelheid , R = radius fan it paad
Centripetal krêft
De sintripetale krêft is de netto krêft dy't sintripetale fersnellingen produseart. Yn dit gefal is de sintripetale krêft de krêft fan statyske wriuwing.
De fergeliking fan 'e krêft fan statyske wriuwing:
μs = koëffisjint fan statyske wriuwing , w = gewicht , m = massa, g = fersnelling troch swiertekrêft
De maksimale snelheid (v):
- Wat is sintripetale krêft?
- Antwurd: De sintripetale krêft is de krêft dy't wurket op in objekt dat beweecht yn in sirkelfoarmige baan, rjochte nei it sintrum fan 'e sirkel of it paad. It is ferantwurdlik foar it hâlden fan it objekt yn syn sirkelfoarmige beweging.
- Hoe ferskilt centripetale krêft fan sintrifugale krêft?
- Antwurd: Sentripetale krêft is in echte krêft dy't op in objekt wurket om it yn in sirkelfoarmich paad te bewegen. Sentrifugale krêft, oan 'e oare kant, is in waarnommen krêft dy't in objekt fan it sintrum fan in sirkel ôf liket te drukken as it waarnommen wurdt fanút in rotearjend referinsjesysteem. Sentrifugale krêft wurdt faak in "fiktive" of "pseudo" krêft neamd.
- Wat bart der as de sintriptale krêft op in rotearjend objekt ynienen fuorthelle wurdt?
- Antwurd: As de sintripetale krêft op in rotearjend objekt ynienen fuorthelle wurdt, sil it objekt bewege yn in rjochte line dy't tangens is oan it sirkelfoarmige paad op it punt dêr't de krêft fuorthelle waard, neffens Newton's earste bewegingswet.
- Hoe feroaret de fereaske sintripetale krêft mei de straal fan 'e sirkelfoarmige baan foar in konstante snelheid?
- Antwurd: De fereaske sintripetale krêft is omgekeerd evenredich mei de straal fan it sirkelfoarmige paad. As de snelheid konstant bliuwt, mar de straal tanimt, nimt de fereaske sintripetale krêft ôf, en oarsom.
- Hoe feroaret de sintripetale krêft as de snelheid fan in objekt yn sirkelfoarmige beweging ferdûbele wurdt?
- Antwurd: De sintripetale krêft is direkt evenredich mei it kwadraat fan 'e snelheid fan it objekt. Dus, as de snelheid ferdûbele wurdt, wurdt de fereaske sintripetale krêft fjouwer kear grutter.
- Kin swiertekrêft fungearje as in sintriptale krêft?
- Antwurd: Ja, swiertekrêft kin fungearje as in sintripetale krêft. In prachtich foarbyld is de swiertekrêft tusken de Ierde en de Moanne, dy't de Moanne yn syn baan om de Ierde hâldt.
- Wêrom fielst dy oan 'e kant skood te wurden as jo in skerpe bocht nimme yn in auto?
- Antwurd: As in auto in skerpe bocht nimt, wurket de sentripetale krêft nei it sintrum fan 'e bocht ta, wêrtroch't de auto op syn sirkelfoarmige baan bliuwt. Jo lichem hat lykwols de neiging om yn in rjochte line troch te gean fanwegen traachheid. Dizze nei bûten ta driuwende krêft dy't jo fiele is in reaksje op 'e sentripetale krêft en wurdt faak ferkeard oansjoen as "sentrifugale krêft".
- Hoe beynfloedet de massa fan in objekt de sintriptale krêft dy't nedich is foar sirkelfoarmige beweging mei in konstante snelheid?
- Antwurd: De fereaske sintripetale krêft is direkt evenredich mei de massa fan it objekt. As de massa fan it objekt ferdûbele wurdt, ferdûbelet de fereaske sintripetale krêft ek, jûn dat de snelheid en radius konstant bliuwe.
- Hokker rol spilet wriuwing yn 'e sintriptale krêft as in auto draait?
- Antwurd: As in auto draait, is it de wriuwingkrêft tusken de bannen en de dyk dy't de nedige sintripetale krêft leveret om de auto yn in bochtich paad te hâlden. As der gjin wriuwing wie (bygelyks op in iisige dyk), soe de auto de bocht net meitsje kinne en soe nei bûten glide.
- Kin spanning yn in snaar fungearje as in sentripetale krêft?
- Antwurd: Ja, spanning yn in tou of tried kin fungearje as in sintripetale krêft. Bygelyks, as in objekt mei in tried yn in sirkelfoarmich paad draaid wurdt, soarget de spanning yn it tried foar de nedige sintripetale krêft om it objekt yn 'e sirkel te bewegen.
