ແຮງສູນກາງ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

ແຮງສູນກາງ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

1. ລູກກວາດນ້ຳໜັກ 200 ກຣາມ ຕິດຢູ່ກັບປາຍສາຍ, ຖືກໝຸນເປັນວົງມົນອອກຕາມແນວນອນດ້ວຍຄວາມໄວມຸມ 5 rad s ^{-1 . ຖ້າຄວາມຍາວຂອງສາຍແມ່ນ 60 ຊມ,} ແຮງສູນກາງ ແມ່ນຫຍັງ?

ເຄ ໂນນ:

ມວນສານ ຂອງວັດຖຸ (ມ) = 200 ກຣາມ = 200/1000 ກິໂລກຣາມ = 2/10 ກິໂລກຣາມ = 0.2 ກິໂລກຣາມ

ຄວາມໄວມຸມ (ω) = 5 rad/s

ຄວາມຍາວຂອງສາຍ = ລັດສະໝີ (r) = 60 ຊມ = 60/100 ມ = 0.6 ມ

ຕ້ອງການ: ກຳລັງສູນກາງ

ວິທີແກ້ໄຂ:

ແຮງສູນກາງຈຸດສູນກາງແມ່ນແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເລັ່ງຂອງຈຸດສູນກາງ.

ສົມຜົນຂອງແຮງສູນກາງ:

∑F = ma _s

∑F = mv ² /r = m ω ² r

∑ F = ແຮງສູນກາງ , m = ມວນສານຂອງວັດຖຸ , v = ຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ , ω = ຄວາມໄວມຸມ , r = ລັດສະໝີ.

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

2. ກ້ອນຫີນຕິດຢູ່ປາຍເຊືອກ ແລະ ໝຸນເປັນວົງມົນອອກຕາມແນວນອນໂດຍນັກຮຽນ. ຖ້າຄວາມໄວສຸດທ້າຍຂອງກ້ອນຫີນ = 2 x ຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ, ແລ້ວແຮງສູນກາງແມ່ນຫຍັງ.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ມວນສານຂອງຫີນ = ມ

ຄວາມໄວຂອງຫີນ = v

ຄວາມຍາວຂອງສາຍ = ລັດສະໝີ = r

ຕ້ອງການ: ກຳລັງສູນກາງ

ວິທີແກ້ໄຂ:

3. ເສັ້ນທາງໂຄ້ງທີ່ມີລັດສະໝີ R ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ລົດທີ່ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ 10 ms ^–1 ສາມາດລ້ຽວໄດ້ຢ່າງປອດໄພ. ຄ່າສຳປະສິດຂອງ ແຮງສຽດທານສະຖິດ ລະຫວ່າງລົດ ແລະ ເສັ້ນທາງ = 0.5. ລັດສະໝີແມ່ນຫຍັງ? ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 ms ^–2.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມໄວ (v) = 10 ແມັດ/ວິນາທີ

ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດລະຫວ່າງລົດ ແລະ ຖະໜົນ (μs ₎ = 0.5

ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s ²

ຕ້ອງການ: ລັດສະໝີ

ວິທີແກ້ໄຂ:

ແຮງດຽວໃນທິດທາງອອກຕາມແນວນອນແມ່ນແຮງຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ. ສົມຜົນຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ:

4. ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດລະຫວ່າງຢາງລົດ ແລະ ຖະໜົນແມ່ນ 0.4. ຖ້າຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນ 10 m/s2 ^, ຄວາມໄວສູງສຸດທີ່ລົດສາມາດລ້ຽວໄດ້ໂດຍບໍ່ເລື່ອນອອກຈາກເສັ້ນທາງໂຄ້ງແມ່ນເທົ່າໃດ.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ (μ_s) = 0.4 ນ

ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s ²

ລັດສະໝີຂອງເສັ້ນທາງ (R) = 40 ແມັດ

ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວສູງສຸດ (v)

ວິທີແກ້ໄຂ:

ສົມຜົນຂອງກົດເກນຂໍ້ທີສອງຂອງນິວຕັນໃນການເຄື່ອນທີ່ວົງມົນທີ່ເປັນເອກະພາບ:

ΣF = ແຮງສູນກາງ = ແຮງສຸດທິ , m = m ass , a _s = ຄວາມເລັ່ງສູນກາງ , v = ຄວາມໄວເສັ້ນຊື່ , R = ລັດສະໝີຂອງເສັ້ນທາງ

ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ centripetal​

ແຮງສູນກາງແມ່ນແຮງສຸດທິທີ່ສ້າງຄວາມເລັ່ງສູນກາງ. ໃນກໍລະນີນີ້, ແຮງສູນກາງແມ່ນແຮງຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ.

ສົມຜົນຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ:

μ _s = ສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານສະຖິດ , w = ນ້ຳໜັກ , m = ມວນສານ, g = ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ

ຄວາມໄວສູງສຸດ (v):

1. ແຮງສູນກາງແມ່ນຫຍັງ?
   • ຕອບ: ແຮງສູນກາງແມ່ນແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນເສັ້ນທາງວົງມົນ, ມຸ່ງໜ້າໄປສູ່ຈຸດໃຈກາງຂອງວົງມົນ ຫຼື ເສັ້ນທາງ. ມັນມີໜ້າທີ່ຮັກສາວັດຖຸໃຫ້ຢູ່ໃນການເຄື່ອນທີ່ຂອງວົງມົນ.
2. ແຮງສູນກາງແຕກຕ່າງຈາກແຮງສູນກາງແນວໃດ?
   • ຕອບ: ແຮງສູນກາງແມ່ນແຮງທີ່ແທ້ຈິງທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນເຄື່ອນທີ່ໃນເສັ້ນທາງວົງມົນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ແຮງສູນກາງແມ່ນແຮງທີ່ຮັບຮູ້ໄດ້ວ່າເບິ່ງຄືວ່າຈະຍູ້ວັດຖຸອອກຈາກຈຸດໃຈກາງຂອງວົງມົນເມື່ອສັງເກດຈາກກອບອ້າງອີງທີ່ໝູນວຽນ. ແຮງສູນກາງມັກຖືກເອີ້ນວ່າແຮງ "ສົມມຸດ" ຫຼື "ແຮງປອມ".
3. ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນຖ້າແຮງສູນກາງຂອງວັດຖຸທີ່ໝູນວຽນຖືກກຳຈັດອອກຢ່າງກະທັນຫັນ?
   • ຕອບ: ຖ້າແຮງສູນກາງຂອງວັດຖຸທີ່ໝູນວຽນຖືກກຳຈັດອອກຢ່າງກະທັນຫັນ, ວັດຖຸດັ່ງກ່າວຈະເຄື່ອນທີ່ເປັນເສັ້ນຊື່ສຳຜັດກັບເສັ້ນທາງວົງມົນຢູ່ຈຸດທີ່ແຮງຖືກກຳຈັດອອກ, ຕາມກົດການເຄື່ອນທີ່ຂໍ້ທຳອິດຂອງນິວຕັນ.
4. ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການມີການປ່ຽນແປງແນວໃດກັບລັດສະໝີຂອງເສັ້ນທາງວົງມົນສຳລັບຄວາມໄວຄົງທີ່?
   • ຕອບ: ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການແມ່ນສັດສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບລັດສະໝີຂອງເສັ້ນທາງວົງມົນ. ຖ້າຄວາມໄວຍັງຄົງທີ່ແຕ່ລັດສະໝີເພີ່ມຂຶ້ນ, ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການຈະຫຼຸດລົງ, ແລະໃນທາງກັບກັນ.
5. ແຮງສູນກາງຈະປ່ຽນແປງແນວໃດຖ້າຄວາມໄວຂອງວັດຖຸໃນການເຄື່ອນທີ່ເປັນວົງມົນເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ?
   • ຕອບ: ແຮງສູນກາງແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບກຳລັງສອງຂອງຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ. ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້າຄວາມໄວເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການຈະໃຫຍ່ຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ.
6. ແຮງໂນ້ມຖ່ວງສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຮງສູນກາງໄດ້ບໍ?
   • ຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ແຮງໂນ້ມຖ່ວງສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຮງສູນກາງໄດ້. ຕົວຢ່າງທີ່ດີແມ່ນແຮງໂນ້ມຖ່ວງລະຫວ່າງໂລກ ແລະ ດວງຈັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ດວງຈັນຢູ່ໃນວົງໂຄຈອນຂອງມັນອ້ອມໂລກ.
7. ເປັນຫຍັງເຈົ້າຈຶ່ງຮູ້ສຶກວ່າຖືກຍູ້ໄປຂ້າງທາງເວລາລ້ຽວລົດ?
   • ຕອບ: ເມື່ອລົດລ້ຽວຢ່າງໄວ, ແຮງສູນກາງຈະເຄື່ອນທີ່ໄປທາງຈຸດໃຈກາງຂອງການລ້ຽວ, ເຮັດໃຫ້ລົດຢູ່ໃນເສັ້ນທາງວົງມົນຂອງມັນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຮ່າງກາຍຂອງທ່ານມັກຈະສືບຕໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຍ້ອນຄວາມเฉื่อย. ການຍູ້ອອກໄປທາງນອກທີ່ທ່ານຮູ້ສຶກນີ້ແມ່ນປະຕິກິລິຍາຕໍ່ແຮງສູນກາງ ແລະ ມັກຖືກເຂົ້າໃຈຜິດວ່າເປັນ "ແຮງສູນກາງ".
8. ມວນສານຂອງວັດຖຸມີຜົນກະທົບຕໍ່ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງວົງມົນດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ແນວໃດ?
   • ຕອບ: ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບມວນຂອງວັດຖຸ. ຖ້າມວນຂອງວັດຖຸເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການກໍ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ໂດຍພິຈາລະນາວ່າຄວາມໄວ ແລະ ລັດສະໝີຍັງຄົງທີ່.
9. ແຮງສຽດທານມີບົດບາດແນວໃດໃນແຮງສູນກາງເມື່ອລົດລ້ຽວ?
   • ຕອບ: ເມື່ອລົດລ້ຽວ, ມັນແມ່ນແຮງສຽດທານລະຫວ່າງຢາງລົດ ແລະ ຖະໜົນທີ່ໃຫ້ແຮງສູນກາງທີ່ຈຳເປັນເພື່ອຮັກສາລົດໃຫ້ຢູ່ໃນເສັ້ນທາງໂຄ້ງ. ຖ້າບໍ່ມີແຮງສຽດທານ (ຕົວຢ່າງ, ເທິງຖະໜົນທີ່ມີນ້ຳກ້ອນ), ລົດຈະບໍ່ສາມາດລ້ຽວໄດ້ ແລະ ຈະເລື່ອນອອກນອກ.
10. ແຮງຕຶງໃນເຊືອກສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຮງສູນກາງໄດ້ບໍ?

• ຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ຄວາມຕຶງໃນເຊືອກ ຫຼື ເຊືອກສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຮງສູນກາງໄດ້. ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອວັດຖຸຖືກໝຸນອ້ອມໃນເສັ້ນທາງວົງມົນໂດຍໃຊ້ເຊືອກ, ຄວາມຕຶງໃນເຊືອກຈະໃຫ້ແຮງສູນກາງທີ່ຈຳເປັນເພື່ອຮັກສາວັດຖຸໃຫ້ເຄື່ອນທີ່ໃນວົງມົນ.