צענטריפּעטאַלע קראַפט – פּראָבלעמען און לייזונגען

צענטריפּעטאַלע קראַפט – פּראָבלעמען און לייזונגען

1. א 200-גראַם באַל, אַטאַטשט צו די עק פון אַ שנור, ווערט דרייט אין אַ האָריזאָנטאַלן קרייז מיט אַ ווינקל גיכקייט פון 5 ראַד סעק.^-1אויב די לענג פון שנור איז 60 ס״מ, וואָס איז די סענטריפּעטאַל קראַפט?

Kבאַקאַנט:

אביעקט'ס מאַסע (מ) = 200 גראַם = 200/1000 ק"ג = 2/10 ק"ג = 0.2 ק"ג

ווינקל־גיכקייט (ω) = 5 ראַד/סעק.

שנור'ס לענג = ראַדיוס (r) = 60 ס״מ = 60/100 מ = 0.6 מ

געוואָלט: די צענטריפּעטאַלע קראַפט

לייזונג:

די צענטריפּעטאַלע קראַפט איז די רעזולטאַנטע קראַפט וואָס פאַראורזאַכט די צענטריפּעטאַלע אַקסעלעראַציע.

די גלייכונג פון דער צענטריפּעטאַלער קראַפט:

∑F = ma_s

∑F = mv²/r = m ω² r

∑F = סענטריפּעטאַל קראַפט, מ = מאַסע פֿון אָביעקט, v = לינעאַרע גיכקייט, ω = ווינקלדיק גיכקייט, r = ראַדיוס.

∑F = m ω² ר = (0.2)(5)² (0.6) = (0.2)(25)(0.6) = 3 N

2. א שטיין באַפעסטיקט אין די עק פון אַ שנור און דרייט זיך אין אַ האָריזאָנטאַלן קרייז דורך אַ תּלמיד. אויב די לעצטע גיכקייט פון דעם שטיין = 2 x די אָנהייב גיכקייט, וואָס איז דעמאָלט די צענטריפּעטאַלע קראַפט?

באַקאַנט:

שטיין'ס מאַסע = מ

שטיין'ס גיכקייט = v

שנור'ס לענג = ראַדיוס = r

געוואלט: די צענטריפּעטאַלע קראַפט

לייזונג:

3. א קרומע וועג מיט א ראדיוס R איז דיזיינט אזוי אז אן אויטא זאל פארן מיט א שנעלקייט פון 10 מיליסעקונדעס^{-קסנומקס} קענען זיכער דורכגיין דעם דריי. דער קאעפיציענט פון סטאַטיק רייַבונג צווישן אויטאָ און וועג = 0.5. וואָס איז דער ראַדיוס? אַקסעלעריישאַן רעכט צו ערלעכקייט (ג) = 10 מיליסעקונדעס^{-קסנומקס}.

באַקאַנט:

גיכקייט (v) = 10 מעטער/סעקונדע

דער קאָעפֿיציענט פֿון סטאַטישער רייַבונג צווישן אַן אויטאָ און אַ גאַס (μ_s) = 0.5

אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (g) = 10 m/ ^s²

געוואלט: ראַדיוס

לייזונג:

די איינציקע קראַפט אין דער האָריזאָנטאַלער ריכטונג איז די קראַפט פון סטאַטישער רייַבונג. די גלייכונג פון דער סטאַטישער רייַבונג:

4. דער קאָעפיציענט פון סטאַטישע רייַבונג צווישן רעדל און וועג איז 0.4. אויב די אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע איז 10 מעטער/סעקונדע², וואָס איז די מאַקסימום גיכקייט אַזוי אַז די מאַשין קען זיך דרייען אָן אַרויסגליטשן פון אַ קרומען וועג.

באַקאַנט:

קאָעפיציענט פון סטאַטישע רייַבונג (μ_s) = 0.4

אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (g) = 10 m/ ^s²

ראַדיוס פון וועג (R) = 40 מעטער

געוואלט: מאַקסימום גיכקייט (v)

לייזונג:

די גלייכונג פון ניוטאן'ס צווייטן געזעץ אין גלייכפארמיקער צירקולערער באוועגונג:

ΣF = סענטריפּעטאַל קראַפט = נעץ קראַפט, מ = מטאָכעסצו_s = צענטריפּעטאַל אַקסעלעראַציע, v = לינעאַר גיכקייַט, ר = ראַדיוס פון וועג

סענטריפּעטאַל קראַפט

צענטריפּעטאַלע קראַפט איז די נעץ קראַפט וואָס פּראָדוצירט צענטריפּעטאַלע אַקסעלעראַציעס. אין דעם פאַל, איז די צענטריפּעטאַלע קראַפט די קראַפט פון סטאַטישע רייַבונג.

די גלייכונג פון דער קראַפט פון סטאַטישע רייַבונג:

μ_s = קאָעפיציענט פון סטאַטישע רייַבונג, וו = וואָג, m = מאַסע, g = אַקסעלעריישאַן רעכט צו ערלעכקייט

די מאַקסימום גיכקייַט (װ):

1. וואָס איז צענטריפּעטאַל קראַפט?
   • ענטפער: צענטריפּעטאַלע קראַפט איז די קראַפט וואָס ווירקט אויף אַן אָביעקט וואָס באַוועגט זיך אין אַ קייַלעכדיקן וועג, געריכטעט צו דעם צענטער פון דעם קרייז אָדער וועג. עס איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר האַלטן דעם אָביעקט אין זיין קייַלעכדיקער באַוועגונג.
2. ווי אזוי איז די צענטריפּעטאַלע קראַפט אַנדערש פֿון צענטריפוגאַלע קראַפט?
   • ענטפער: צענטריפּעטאַלע קראַפט איז אַ רעאַלע קראַפט וואָס אַקט אויף אַן אָביעקט צו האַלטן עס אין באַוועגונג אין אַ קייַלעכדיקן וועג. צענטריפוגאַלע קראַפט, אויף די אנדערע האַנט, איז אַ באמערקטע קראַפט וואָס מיינט צו שטופּן אַן אָביעקט אַוועק פון דעם צענטער פון אַ קרייז ווען באמערקט פון אַ ראָטירנדיקן רעפערענץ ראַם. צענטריפוגאַלע קראַפט ווערט אָפט גערופן אַ "פיקטיווע" אָדער "פּסעוודאָ" קראַפט.
3. וואָס פּאַסירט אויב די צענטריפּעטאַלע קראַפט אויף אַ ראָטירנדיקן אָביעקט ווערט פּלוצעם אַוועקגענומען?
   • ענטפער: אויב די צענטריפּעטאַלע קראַפט אויף אַ ראָטירנדיקן אָביעקט ווערט פּלוצעם אַוועקגענומען, וועט דער אָביעקט זיך באַוועגן אין אַ גלייכער ליניע וואָס טאַנגענטירט צום קייַלעכדיקן וועג ביים פּונקט וואו די קראַפט איז אַוועקגענומען געוואָרן, נאָכפאָלגנדיק ניוטאָנס ערשטן געזעץ פון באַוועגונג.
4. ווי אזוי ענדערט זיך די פארלאנגטע צענטריפּעטאַלע קראַפט מיטן ראַדיוס פון דעם קייַלעכדיקן וועג פֿאַר אַ קאָנסטאַנטע גיכקייט?
   • ענטפער: די פארלאנגטע צענטריפּעטאַלע קראַפט איז אומגעקערט פּראָפּאָרציאָנעל צום ראַדיוס פֿון דעם קייַלעכדיקן וועג. אויב די גיכקייט בלייבט קאָנסטאַנט אָבער דער ראַדיוס וואַקסט, פֿאַרקלענערט זיך די פארלאנגטע צענטריפּעטאַלע קראַפט, און פֿאַרקערט.
5. ווי אזוי ענדערט זיך די צענטריפּעטאַלע קראַפט אויב די גיכקייט פון אַן אָביעקט אין קייַלעכדיקער באַוועגונג ווערט פאַרדאָפּלט?
   • ענטפער: די צענטריפּעטאַלע קראַפט איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צום קוואַדראַט פֿון דער גיכקייט פֿונעם אָביעקט. אַזוי, אויב די גיכקייט ווערט פֿאַרדאָפּלט, ווערט די נויטיקע צענטריפּעטאַלע קראַפט פֿיר מאָל גרעסער.
6. קען גראַוויטאַציע דינען ווי אַ צענטריפּעטאַלע קראַפט?
   • ענטפער: יא, גראַוויטאַציע קען אַקטירן ווי אַ צענטריפּעטאַלע קראַפט. אַ גוט בייַשפּיל איז די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט צווישן דער ערד און דעם לבנה, וואָס האַלט דעם לבנה אין זיין אָרביט אַרום דער ערד.
7. פארוואס פילסטו זיך געשטופט צו דער זייט ווען דו נעמסט א שאַרפן דריי אין אן אויטאָ?
   • ענטפער: ווען אַן אויטאָ נעמט אַ שאַרף דריי, אַקט די צענטריפּעטאַלע קראַפט צו דעם צענטער פֿון דער דריי, האַלטנדיק דאָס אויטאָ אויף איר קייַלעכדיקן וועג. אָבער, דיין קערפּער טענדירט צו פאָרזעצן אין אַ גלייכער ליניע צוליב טרעגקייט. דער אויסערלעכער שטופּ וואָס איר פֿילט איז אַ רעאַקציע צו דער צענטריפּעטאַלער קראַפט און ווערט אָפֿט פֿאַרמישט מיט "צענטריפוגאַלער קראַפט".
8. ווי אזוי באַאיינפֿלוסט די מאַסע פֿון אַן אָביעקט די צענטריפּעטאַלע קראַפֿט וואָס איז נויטיק פֿאַר אַ קײַלעכדיקער באַוועגונג מיט אַ קאָנסטאַנטער גיכקייט?
   • ענטפער: די נויטיקע צענטריפּעטאַלע קראַפט איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער מאַסע פֿון דעם אָביעקט. אויב די מאַסע פֿון דעם אָביעקט ווערט פֿאַרדאָפּלט, פֿאַרדאָפּלט זיך אויך די נויטיקע צענטריפּעטאַלע קראַפט, געגעבן אַז די גיכקייט און ראַדיוס בלייבן קאָנסטאַנט.
9. וואָס ראָלע שפּילט רייַבונג אין דער צענטריפּעטאַלער קראַפט ווען אַ מאַשין דרייט זיך?
   • ענטפער: ווען אַן אויטאָ דרייט זיך, איז עס די רייבונגס-קראַפט צווישן די רעדער און דער גאַס וואָס גיט די נויטיקע צענטריפּעטאַלע קראַפט צו האַלטן דאָס אויטאָ אין אַ קרומען וועג. אויב עס וואָלט נישט געווען קיין רייבונג (למשל, אויף אַן אייזיקער גאַס), וואָלט דאָס אויטאָ נישט געקענט מאַכן דעם דריי און וואָלט אַרויסגערוקט.
10. קען שפּאַנונג אין אַ שטריקל דינען ווי אַ צענטריפּעטאַלע קראַפט?

• ענטפער: יא, שפּאַנונג אין אַ שטריק אָדער אַ שטריק קען דינען ווי אַ צענטריפּעטאַלע קראַפט. למשל, ווען אַן אָביעקט ווערט אַרום געדרייט אין אַ קייַלעכדיקן וועג מיט אַ שטריק, גיט די שפּאַנונג אין שטריק די נויטיקע צענטריפּעטאַלע קראַפט צו האַלטן דעם אָביעקט אין באַוועגונג אין קרייז.