Markazdan qo'zg'aluvchan kuch – muammolar va yechimlar

Markazdan qo'zg'aluvchan kuch – muammolar va yechimlar

1. Shnurning uchiga biriktirilgan 200 grammli shar gorizontal aylana bo'ylab 5 rad/s ^-1 burchak tezligi bilan aylanadi . Agar shnurning uzunligi 60 sm bo'lsa, markazdan qochiruvchi kuch nimaga teng?

K nown :

Obyektning massasi (m) = 200 gr = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0.2 kg

Burchak tezligi (ω) = 5 rad/s

Shnurning uzunligi = radius (r) = 60 sm = 60/100 m = 0.6 m

Qidirilayotgan: Markazdan qochuvchi kuch

yechim:

Markazdan qochma kuch - bu markazdan qochma tezlanishni keltirib chiqaradigan natijaviy kuch.

Markazdan qo'zg'aluvchi kuchning tenglamasi:

∑F = ma _s

∑F = mv ² /r = m ω ² r

∑ F = Markazdan qo'zg'alish kuchi , m = jismning massasi , v = chiziqli tezlik , ω = burchak tezligi , r = radius.

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

2. Arqonning uchiga biriktirilgan va talaba tomonidan gorizontal aylana bo'ylab aylantirilgan tosh. Agar toshning oxirgi tezligi boshlang'ich tezlikning 2 baravariga teng bo'lsa, u holda markazdan qochiruvchi kuch nimaga teng?

Ma'lum:

Toshning massasi = m

Stounning tezligi = v

Shnurning uzunligi = radius = r

Qidirilayotgan: Markazdan qochuvchi kuch

yechim:

^{3. R ​​radiusli egri chiziqli yo'l 10 ms –1} tezlikda harakatlanayotgan avtomobil burilishdan xavfsiz o'tib ketishi uchun mo'ljallangan . Avtomobil va yo'l orasidagi statik ishqalanish koeffitsienti = 0.5. Radius nima? Og'irlik tezlanishi (g) = 10 ms ^–2.

Ma'lum:

Tezlik (v) = 10 m/s

Avtomobil va yo'l o'rtasidagi statik ishqalanish koeffitsienti (μ _s ) = 0.5

Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ ^s2

Qidiruv: Radius

yechim:

Gorizontal yo'nalishdagi yagona kuch statik ishqalanish kuchidir. Statik ishqalanish tenglamasi:

4. Shina va yo'l orasidagi statik ishqalanish koeffitsienti 0.4 ga teng. Agar tortishish kuchi tufayli tezlanish 10 m/s2 ga teng bo'lsa ^, avtomobil egri yo'ldan sirpanmasdan burilishi uchun maksimal tezlik qanday?

Ma'lum:

Statik ishqalanish koeffitsienti (μ_s) = 0.4

Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ ^s2

Yo'l radiusi (R) = 40 metr

Kerakli: maksimal tezlik (v)

yechim:

Nyutonning ikkinchi qonunining bir tekis aylana harakatdagi tenglamasi:

ΣF = markazdan qochma kuch = umumiy kuch , m = m ass , a _s = markazdan qochma tezlanish , v = chiziqli tezlik , R = yo'l radiusi

Markazdan qochma kuch

Markazdan qochma kuch - bu markazdan qochma tezlanishlarni hosil qiluvchi umumiy kuch. Bu holda, markazdan qochma kuch statik ishqalanish kuchidir.

Statik ishqalanish kuchining tenglamasi:

μ _s = statik ishqalanish koeffitsienti , w = og'irlik , m = massa, g = tortishish kuchi tufayli tezlanish

Maksimal tezlik (v):

1. Markazdan qochma kuch nima?
   • javob: Markazdan qochiruvchi kuch - bu aylana yoki yo'lning markaziga yo'naltirilgan, aylana bo'ylab harakatlanayotgan jismga ta'sir qiluvchi kuch. U jismni aylana bo'ylab harakatlanishini ta'minlash uchun javobgardir.
2. Markazdan qochma kuch markazdan qochma kuchdan qanday farq qiladi?
   • javob: Markazdan qochiruvchi kuch - bu jismni aylana bo'ylab harakatlantirish uchun unga ta'sir qiluvchi haqiqiy kuch. Boshqa tomondan, markazdan qochiruvchi kuch - bu aylanuvchi mos yozuvlar tizimidan kuzatilganda jismni aylana markazidan uzoqlashtirayotgandek ko'rinadigan seziladigan kuch. Markazdan qochiruvchi kuch ko'pincha "xayoliy" yoki "soxta" kuch deb ataladi.
3. Aylanuvchi jismga markazdan qo'zg'alish kuchi to'satdan to'xtatilsa nima bo'ladi?
   • javob: Agar aylanayotgan jismga ta'sir qiluvchi markazdan qochiruvchi kuch to'satdan to'xtatilsa, jism Nyutonning birinchi harakat qonuniga muvofiq, kuch to'xtatilgan nuqtadagi aylana yo'liga tangens bo'ylab to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanadi.
4. Doimiy tezlik uchun zarur bo'lgan markazdan qochiruvchi kuch aylana yo'lining radiusi bilan qanday o'zgaradi?
   • javob: Kerakli markazdan qochiruvchi kuch aylana yo'lining radiusiga teskari proportsionaldir. Agar tezlik o'zgarmas bo'lib qolsa, lekin radius oshsa, zarur bo'lgan markazdan qochiruvchi kuch kamayadi va aksincha.
5. Aylana bo'ylab harakatlanayotgan jismning tezligi ikki baravar oshirilsa, markazdan qochma kuch qanday o'zgaradi?
   • javob: Markazdan qochma kuch jism tezligining kvadratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Shunday qilib, agar tezlik ikki baravar oshirilsa, talab qilinadigan markazdan qochma kuch to'rt baravar katta bo'ladi.
6. Gravitatsiya markazdan qochuvchi kuch sifatida harakat qila oladimi?
   • javob: Ha, tortishish kuchi markazdan qochuvchi kuch sifatida harakat qilishi mumkin. Bunga Yer va Oy o'rtasidagi tortishish kuchi eng yaxshi misol bo'la oladi, bu esa Oyni Yer atrofidagi orbitasida ushlab turadi.
7. Nima uchun mashinada keskin burilish paytida o'zingizni chetga surilgandek his qilasiz?
   • javob: Avtomobil keskin burilganda, markazdan qochiruvchi kuch burilish markaziga qarab harakat qiladi va avtomobilni aylanma yo'lda ushlab turadi. Biroq, tanangiz inersiya tufayli to'g'ri chiziqda harakatlanishga moyil bo'ladi. Siz his qiladigan bu tashqi itarilish markazdan qochiruvchi kuchga reaksiya bo'lib, ko'pincha "markazdan qochiruvchi kuch" deb adashadi.
8. Jismning massasi doimiy tezlikda aylana bo'ylab harakatlanish uchun zarur bo'lgan markazdan qochiruvchi kuchga qanday ta'sir qiladi?
   • javob: Kerakli markazdan qochiruvchi kuch jismning massasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Agar jismning massasi ikki baravar oshirilsa, tezlik va radius o'zgarmas bo'lib qolsa, talab qilinadigan markazdan qochiruvchi kuch ham ikki baravar ortadi.
9. Avtomobil burilganda markazga harakatlanish kuchida ishqalanish qanday rol o'ynaydi?
   • javob: Avtomobil burilganda, uni egri yo'lda ushlab turish uchun zarur bo'lgan markazdan qochma kuchni shinalar va yo'l orasidagi ishqalanish kuchi ta'minlaydi. Agar ishqalanish bo'lmaganida (masalan, muzli yo'lda), mashina burilishga qodir bo'lmas va tashqariga sirg'alib ketar edi.
10. Ipdagi taranglik markazdan qochiruvchi kuch sifatida harakat qila oladimi?

• javob: Ha, ip yoki arqondagi taranglik markazdan qochiruvchi kuch sifatida harakat qilishi mumkin. Masalan, jism ip yordamida aylana bo'ylab aylantirilganda, ipdagi taranglik jismni aylana bo'ylab harakatlantirish uchun zarur bo'lgan markazdan qochiruvchi kuchni ta'minlaydi.