ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ - ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਹੱਲ

ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ - ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਹੱਲ

1. ਇੱਕ 200 ਗ੍ਰਾਮ ਦਾ ਗੋਲਾ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਰੱਸੀ ਦੇ ਸਿਰੇ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਇੱਕ ਖਿਤਿਜੀ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ 5 ਰੇਡ ਸਕਿੰਟ ਦੀ ਕੋਣੀ ਗਤੀ ਨਾਲ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ।^-1. ਜੇਕਰ ਰੱਸੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ 60 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੀ ਹੈ? centripetal ਫੋਰਸ?

Kਹੁਣ:

ਵਸਤੂਆਂ ਪੁੰਜ (ਮੀਟਰ) = 200 ਗ੍ਰਾਮ = 200/1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ = 2/10 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ = 0.2 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ

ਕੋਣੀ ਗਤੀ (ω) = 5 ਰੇਡੀਅਨ/ਸੈਕਿੰਡ

ਰੱਸੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ = ਘੇਰਾ (r) = 60 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ = 60/100 ਮੀਟਰ = 0.6 ਮੀਟਰ

ਲੋੜੀਂਦਾ: ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ

ਹੱਲ:

ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਉਹ ਨਤੀਜਾ ਬਲ ਹੈ ਜੋ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਪ੍ਰਵੇਗ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।

ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ ਦਾ ਸਮੀਕਰਨ:

ΈF = ਮਾ_s

ΈF = mv²/r = ਮੀ ω² r

Έ�ਫ = ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ, ਮੀ = ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੁੰਜ, ਵੀ = ਰੇਖਿਕ ਵੇਗ, ω = ਕੋਣੀ ਵੇਗ, r = ਘੇਰੇ।

ΈF = ਮੀਟਰ ω² r = (0.2)(5)² (0.6) = (0.2)(25)(0.6) = 3 ਨਾਈਟ

2. ਇੱਕ ਪੱਥਰ ਜਿਸਨੂੰ ਇੱਕ ਰੱਸੀ ਦੇ ਸਿਰੇ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਖਿਤਿਜੀ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਪੱਥਰ ਦੀ ਅੰਤਿਮ ਗਤੀ = 2 x ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਗਤੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਕੀ ਹੈ?

ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:

ਪੱਥਰ ਦਾ ਪੁੰਜ = ਮੀਟਰ

ਪੱਥਰ ਦੀ ਗਤੀ = v

ਰੱਸੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ = ਘੇਰਾ = r

ਲੋੜੀਂਦਾ: ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ

ਹੱਲ:

3. ਰੇਡੀਅਸ R ਦਾ ਇੱਕ ਕਰਵ ਰੋਡ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਕਾਰ 10 ms ਦੀ ਰਫ਼ਤਾਰ ਨਾਲ ਯਾਤਰਾ ਕਰੇ।^-1 ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਾਰੀ 'ਤੇ ਗੱਲਬਾਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਕਾਰ ਅਤੇ ਸੜਕ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ = 0.5. ਘੇਰਾ ਕੀ ਹੈ? ਗੰਭੀਰਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮਿ.ਸ.^-2.

ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:

ਗਤੀ (v) = 10 ਮੀਟਰ/ਸਕਿੰਟ

ਕਾਰ ਅਤੇ ਸੜਕ ਵਿਚਕਾਰ ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ (μ_s) = 0.5

ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ²

ਲੋੜੀਂਦਾ: ਵਿਆਸ

ਹੱਲ:

ਖਿਤਿਜੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਇੱਕੋ ਇੱਕ ਬਲ ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਬਲ ਹੈ। ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਸਮੀਕਰਨ:

4. ਟਾਇਰ ਅਤੇ ਸੜਕ ਵਿਚਕਾਰ ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ 0.4 ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ ਹੈ², ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਗਤੀ ਕਿੰਨੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਕਾਰ ਵਕਰ ਰਸਤੇ ਤੋਂ ਖਿਸਕਣ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਮੁੜ ਸਕੇ।

ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:

ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ (μ_s) = 0.4

ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ²

ਰਸਤੇ ਦਾ ਘੇਰਾ (R) = 40 ਮੀਟਰ

ਲੋੜੀਂਦਾ: ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਗਤੀ (v)

ਹੱਲ:

ਇਕਸਾਰ ਗੋਲਾਕਾਰ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਨਿਊਟਨ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਸਮੀਕਰਨ:

ΣF = centripetal ਫੋਰਸ = ਨੈੱਟ ਫੋਰਸ, ਮੀ = ਮੀਖੋਤੇ, ਇੱਕ_s = ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਪ੍ਰਵੇਗ, ਵੀ = ਰੇਖਿਕ ਗਤੀ, ਆਰ = ਰਸਤੇ ਦਾ ਘੇਰਾ

ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ

ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਉਹ ਸ਼ੁੱਧ ਬਲ ਹੈ ਜੋ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਪ੍ਰਵੇਗ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਬਲ ਹੈ।

ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦੇ ਬਲ ਦਾ ਸਮੀਕਰਨ:

μ_s = ਸਥਿਰ ਰਗੜ ਦਾ ਗੁਣਾਂਕ, ਡਬਲਯੂ = ਭਾਰ, m = ਪੁੰਜ, g = ਗੁਰੂਤਾ ਖਿੱਚ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ

ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਗਤੀ (ਵੀ):

1. ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ ਕੀ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਕੇਂਦਰ-ਬਲ ਉਹ ਬਲ ਹੈ ਜੋ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਇੱਕ ਗੋਲਾਕਾਰ ਰਸਤੇ ਵਿੱਚ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਚੱਕਰ ਜਾਂ ਮਾਰਗ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵੱਲ ਨਿਰਦੇਸ਼ਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਉਸਦੀ ਗੋਲਾਕਾਰ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
2. ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਸੈਂਟਰੀਫੇਗਲ ਬਲ ਤੋਂ ਕਿਵੇਂ ਵੱਖਰਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ ਇੱਕ ਅਸਲੀ ਬਲ ਹੈ ਜੋ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ ਗੋਲਾਕਾਰ ਮਾਰਗ ਵਿੱਚ ਚਲਦਾ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕੇ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਸੈਂਟਰੀਫਿਊਗਲ ਫੋਰਸ ਇੱਕ ਅਜਿਹਾ ਬਲ ਹੈ ਜੋ ਘੁੰਮਦੇ ਹੋਏ ਰੈਫਰੈਂਸ ਫਰੇਮ ਤੋਂ ਦੇਖੇ ਜਾਣ 'ਤੇ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਚੱਕਰ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਦੂਰ ਧੱਕਦਾ ਪ੍ਰਤੀਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸੈਂਟਰੀਫਿਊਗਲ ਫੋਰਸ ਨੂੰ ਅਕਸਰ "ਕਾਲਪਨਿਕ" ਜਾਂ "ਸੂਡੋ" ਬਲ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
3. ਜੇਕਰ ਕਿਸੇ ਘੁੰਮਦੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਅਚਾਨਕ ਹਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਵੇ ਤਾਂ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਜੇਕਰ ਕਿਸੇ ਘੁੰਮਦੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਕੇਂਦਰ-ਬਲ ਅਚਾਨਕ ਹਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਨਿਊਟਨ ਦੇ ਗਤੀ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਨਿਯਮ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਉਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਗੋਲਾਕਾਰ ਮਾਰਗ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਰੇਖਾ ਟੈਂਜੈਂਟ ਵਿੱਚ ਚਲਦੀ ਹੈ ਜਿੱਥੋਂ ਬਲ ਹਟਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ।
4. ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਗਤੀ ਲਈ ਗੋਲਾਕਾਰ ਰਸਤੇ ਦੇ ਘੇਰੇ ਦੇ ਨਾਲ ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਕਿਵੇਂ ਬਦਲਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਗੋਲਾਕਾਰ ਮਾਰਗ ਦੇ ਘੇਰੇ ਦੇ ਉਲਟ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਗਤੀ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਪਰ ਘੇਰਾ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਉਲਟ।
5. ਜੇਕਰ ਗੋਲਾਕਾਰ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਗਤੀ ਦੁੱਗਣੀ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਕੇਂਦਰ-ਬਲ ਕਿਵੇਂ ਬਦਲਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਵਸਤੂ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਵਰਗ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਜੇਕਰ ਗਤੀ ਦੁੱਗਣੀ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਚਾਰ ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
6. ਕੀ ਗੁਰੂਤਾ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰਵਾਦੀ ਬਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਹਾਂ, ਗੁਰੂਤਾ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰਵਾਦੀ ਬਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਉਦਾਹਰਣ ਧਰਤੀ ਅਤੇ ਚੰਦਰਮਾ ਵਿਚਕਾਰ ਗੁਰੂਤਾ ਬਲ ਹੈ, ਜੋ ਚੰਦਰਮਾ ਨੂੰ ਧਰਤੀ ਦੁਆਲੇ ਆਪਣੇ ਪੰਧ ਵਿੱਚ ਰੱਖਦਾ ਹੈ।
7. ਜਦੋਂ ਤੁਸੀਂ ਗੱਡੀ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ ਮੋੜ ਲੈਂਦੇ ਹੋ ਤਾਂ ਤੁਹਾਨੂੰ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਧੱਕਾ ਕਿਉਂ ਲੱਗਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਕਾਰ ਤੇਜ਼ ਮੋੜ ਲੈਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਮੋੜ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵੱਲ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਕਾਰ ਨੂੰ ਇਸਦੇ ਗੋਲਾਕਾਰ ਰਸਤੇ 'ਤੇ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਤੁਹਾਡਾ ਸਰੀਰ ਜੜਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇੱਕ ਸਿੱਧੀ ਰੇਖਾ ਵਿੱਚ ਜਾਰੀ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਬਾਹਰੀ ਧੱਕਾ ਜੋ ਤੁਸੀਂ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰਦੇ ਹੋ ਉਹ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਅਕਸਰ ਇਸਨੂੰ "ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ" ਸਮਝਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
8. ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੁੰਜ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਗਤੀ 'ਤੇ ਗੋਲਾਕਾਰ ਗਤੀ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੇ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਵਸਤੂ ਦੇ ਪੁੰਜ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਵਸਤੂ ਦੇ ਪੁੰਜ ਨੂੰ ਦੁੱਗਣਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋੜੀਂਦਾ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਵੀ ਦੁੱਗਣਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਗਤੀ ਅਤੇ ਘੇਰਾ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ।
9. ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਕਾਰ ਘੁੰਮਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਫੋਰਸ ਵਿੱਚ ਰਗੜ ਕੀ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦਾ ਹੈ?
   • ਉੱਤਰ: ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਕਾਰ ਮੁੜਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਟਾਇਰਾਂ ਅਤੇ ਸੜਕ ਵਿਚਕਾਰ ਰਗੜ ਬਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਾਰ ਨੂੰ ਵਕਰ ਰਸਤੇ 'ਤੇ ਰੱਖਣ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਸੈਂਟਰੀਪੇਟਲ ਬਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਰਗੜ ਨਾ ਹੁੰਦੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਰਫੀਲੀ ਸੜਕ 'ਤੇ), ਤਾਂ ਕਾਰ ਮੋੜ ਲੈਣ ਦੇ ਯੋਗ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਅਤੇ ਬਾਹਰ ਵੱਲ ਖਿਸਕ ਜਾਂਦੀ।
10. ਕੀ ਕਿਸੇ ਧਾਗੇ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ?

• ਉੱਤਰ: ਹਾਂ, ਇੱਕ ਰੱਸੀ ਜਾਂ ਰੱਸੀ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਰੱਸੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਗੋਲਾਕਾਰ ਰਸਤੇ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਰੱਸੀ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਰੱਖਣ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਕੇਂਦਰੀਕਰਨ ਬਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।