Төвөөс зугтах хүч - асуудал ба шийдэл

Төвөөс зугтах хүч - асуудал ба шийдэл

1. Утасны үзүүрт бэхлэгдсэн 200 граммын бөмбөгийг 5 рад с ^-1 өнцгийн хурдтай хэвтээ тойрог хэлбэрээр эргэлдүүлэв . Хэрэв утасны урт 60 см бол төвөөс зугтах хүч хэд вэ?

K nown :

Объектын масс (м) = 200 гр = 200/1000 кг = 2/10 кг = 0.2 кг

Өнцгийн хурд (ω) = 5 рад/с

Утасны урт = радиус (r) = 60 см = 60/100 м = 0.6 м

Хүссэн зүйл: Төвөөс зугтах хүч

Шийдэл:

Төвөөс зугтах хүч нь төвөөс зугтах хурдатгалыг үүсгэдэг үр дүн хүч юм.

Төвөөс зугтах хүчний тэгшитгэл:

∑F = ma _s

∑F = mv ² /r = m ω ² r

∑ F = Төвөөс зугтах хүч , m = объектын масс , v = шугаман хурд , ω = өнцгийн хурд , r = радиус.

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

2. Олсны үзүүрт бэхлэгдсэн, сурагчийн хэвтээ тойрог хэлбэрээр эргүүлсэн чулуу. Хэрэв чулууны эцсийн хурд нь анхны хурдаас 2 дахин их бол төвөөс зугтах хүч хэд вэ?

Мэдэгдэж байгаа:

Чулууны масс = м

Стоуны хурд = v

Утасны урт = радиус = r

Хүссэн зүйл: Төвөөс зугтах хүч

Шийдэл:

3. R ​​радиустай муруй замыг 10 мс ^{–1 хурдтай явж буй машин эргэлтийг аюулгүй туулж чадахаар зохион бүтээжээ. Машин ба замын хоорондох} статик үрэлтийн коэффициент = 0.5. Радиус хэд вэ? Таталцлын хурдатгал (g) = 10 мс ^–2.

Мэдэгдэж байгаа:

Хурд (v) = 10 м/с

Машин ба замын хоорондох статик үрэлтийн коэффициент (μ _s ) = 0.5

Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с ²

Хүсэж буй: Радиус

Шийдэл:

Хэвтээ чиглэлд үйлчилдэг цорын ганц хүч бол статик үрэлтийн хүч юм. Статик үрэлтийн тэгшитгэл:

4. Дугуй болон замын хоорондох статик үрэлтийн коэффициент 0.4 байна. Хэрэв таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал 10 м/с2 бол ^машин муруй замаас гулсахгүйгээр эргэж чадах хамгийн дээд хурд хэд вэ?

Мэдэгдэж байгаа:

Статик үрэлтийн коэффициент (μ_s) = 0.4

Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с ²

Замын радиус (R) = 40 метр

Хүссэн: хамгийн дээд хурд (v)

Шийдэл:

Ньютоны хоёр дахь хуулийн жигд тойрог хөдөлгөөн дэх тэгшитгэл:

ΣF = төвөөс зугтах хүч = цэвэр хүч , m = m ass , a _s = төвөөс зугтах хурдатгал , v = шугаман хурд , R = замын радиус

Төвөөс зугтах хүч

Төвөөс зугтах хүч гэдэг нь төвөөс зугтах хурдатгалыг үүсгэдэг нийт хүч юм. Энэ тохиолдолд төвөөс зугтах хүч нь статик үрэлтийн хүч юм.

Статик үрэлтийн хүчний тэгшитгэл:

μ _s = статик үрэлтийн коэффициент , w = жин , m = масс , g = таталцлын улмаас үүссэн хурдатгал

Хамгийн их хурд (v):

1. Төвөөс зугтах хүч гэж юу вэ?
   • Хариулт: Төвөөс зугтах хүч гэдэг нь тойрог замаар хөдөлж буй объект дээр тойргийн төв рүү чиглэсэн хүч юм. Энэ нь объектыг тойрог хөдөлгөөнд байлгах үүрэгтэй.
2. Төвөөс зугтах хүч нь төвөөс зугтах хүчнээс юугаараа ялгаатай вэ?
   • Хариулт: Төвөөс зугтах хүч гэдэг нь объектыг тойрог замаар хөдөлгөхөд нь туслах бодит хүч юм. Нөгөөтэйгүүр, төвөөс зугтах хүч гэдэг нь эргэлдэгч лавлах системээс ажиглахад объектыг тойргийн төвөөс холдуулж байгаа мэт санагдах хүч юм. Төвөөс зугтах хүчийг ихэвчлэн "зохиомол" эсвэл "хуурамч" хүч гэж нэрлэдэг.
3. Эргэлдэгч объектын төвөөс зугтах хүч гэнэт арилвал юу болох вэ?
   • Хариулт: Хэрэв эргэлдэж буй биет дээр үйлчилдэг төвөөс зугтах хүч гэнэт арилвал биет нь хүч арилсан цэг дээрх тойрог замтай шүргэлцсэн шулуун шугамаар хөдөлнө. Энэ нь Ньютоны хөдөлгөөний анхны хуулийг дагаж мөрдөнө.
4. Тогтмол хурдтай үед шаардлагатай төвөөс зугтах хүч нь тойрог замын радиустай хэрхэн өөрчлөгддөг вэ?
   • Хариулт: Шаардлагатай төвөөс зугтах хүч нь тойрог замын радиустай урвуу пропорциональ байна. Хэрэв хурд тогтмол хэвээр байгаа ч радиус нэмэгдвэл шаардлагатай төвөөс зугтах хүч буурч, эсрэгээрээ буурна.
5. Тойрог хөдөлгөөнтэй объектын хурдыг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл төвөөс зугтах хүч хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
   • Хариулт: Төвөөс зугтах хүч нь объектын хурдны квадраттай шууд пропорциональ байна. Тиймээс хурдыг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл шаардагдах төвөөс зугтах хүч дөрөв дахин их болно.
6. Таталцал нь төвөөс зугтах хүч болж чадах уу?
   • Хариулт: Тийм ээ, таталцал нь төвөөс зугтах хүчний үүрэг гүйцэтгэж чадна. Үүний тод жишээ бол Дэлхий болон Сарны хоорондох таталцлын хүч бөгөөд энэ нь Сарыг Дэлхийн тойрог замд байлгадаг.
7. Машин огцом эргэх үед яагаад хажуу тийшээ түлхэгдсэн мэт санагддаг вэ?
   • Хариулт: Машин огцом эргэлт хийх үед төвөөс зугтах хүч эргэлтийн төв рүү үйлчилж, машиныг тойрог замдаа байлгадаг. Гэсэн хэдий ч таны бие инерцийн улмаас шулуун шугамд үргэлжлүүлэн хөдлөх хандлагатай байдаг. Таны мэдэрч буй энэхүү гадагш түлхэлт нь төвөөс зугтах хүчний хариу үйлдэл бөгөөд ихэвчлэн "төвөөс зугтах хүч" гэж андуурдаг.
8. Тогтмол хурдтайгаар тойрог хөдөлгөөн хийхэд шаардлагатай төвөөс зугтах хүч нь объектын массаас хэрхэн хамаардаг вэ?
   • Хариулт: Шаардлагатай төвөөс зугтах хүч нь объектын масстай шууд пропорциональ байна. Хэрэв объектын массыг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл хурд ба радиус тогтмол хэвээр байх үед шаардлагатай төвөөс зугтах хүч мөн хоёр дахин нэмэгдэнэ.
9. Машин эргэх үед төвөөс зугтах хүчийг бий болгоход үрэлт ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
   • Хариулт: Машин эргэх үед дугуй болон замын хоорондох үрэлтийн хүч нь машиныг муруй замд байлгахад шаардлагатай төвөөс зугтах хүчийг бий болгодог. Хэрэв үрэлт байхгүй байсан бол (жишээлбэл, мөсөн зам дээр) машин эргэлт хийж чадахгүй бөгөөд гадагш гулсах байсан.
10. Утсан дээрх таталт нь төвөөс зугтах хүч болж чадах уу?

• Хариулт: Тийм ээ, утас эсвэл олсны таталт нь төвөөс зугтах хүч болж чаддаг. Жишээлбэл, объектыг утсаар тойрог замаар эргэлдэх үед утсан дахь таталт нь объектыг тойрог дотор хөдөлгөхөд шаардлагатай төвөөс зугтах хүчийг өгдөг.