Agbara Centripetal - awọn iṣoro ati awọn solusan

Agbara Centripetal - awọn iṣoro ati awọn solusan

1. Bọ́ọ̀lù 200-gram kan, tí a so mọ́ ìpẹ̀kun okùn kan, ni a yípo rẹ̀ sí àyíká tí ó dúró ní ìpele pẹ̀lú iyàrá igun 5 rad s ^-1 . Tí gígùn okùn náà bá jẹ́ 60 cm, kí ni agbára centripetal?

Known :

Ìwọ̀n ohun kan (m) = 200 gr = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0.2 kg

Iyara igun (ω) = 5 rad/s

Gígùn okùn = rédíọ̀mù (r) = 60 cm = 60/100 m = 0.6 m

A fẹ́: Agbára àárín gbùngbùn

Ojutu:

Agbára centripetal ni agbára àbájáde tí ó ń fa ìyára centripetal.

Ìgbékalẹ̀ agbára centripetal:

∑F = ma _s

∑F = mv ² /r = m ω ² r

∑ F = Agbára centripetal , m = ìwọ̀n ohun kan , v = iyara laini , ω = iyara igun , r = rediosi.

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

2. Òkúta kan tí a so mọ́ ìpẹ̀kun okùn kan tí akẹ́kọ̀ọ́ kan sì yípo ní àyíká tí ó dúró ní ìlà. Tí iyàrá ìkẹyìn òkúta náà bá jẹ́ ìpele méjì ní iyàrá àkọ́kọ́, kí ni agbára centripetal náà?

A mọ̀:

Ìwọ̀n òkúta = m

Iyara okuta = v

Gígùn okùn = rédíọ̀sì = r

A fẹ́: Agbára àárín gbùngbùn

Ojutu:

3. A ṣe apẹrẹ opopona ti o ni iyipo R ki ọkọ ayọkẹlẹ ti n rin ni iyara 10 ms ^–1 le ba iyipo naa ṣiṣẹ lailewu. Iye ti o ni iyipo aimi laarin ọkọ ayọkẹlẹ ati opopona = 0.5. Kini rediosi? Iyara iyara nitori agbara walẹ (g) = 10 ms ^–2.

A mọ̀:

Iyara (v) = 10 m/s

Iye ìṣọ̀kan ìfọ́mọ́ra láàárín ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ àti ojú ọ̀nà (μs ₎ = 0.5

Ìyára tí ó jẹ́ nítorí òòfà ilẹ̀ (g) = 10 m/s ²

A nfẹ: Radius

Ojutu:

Agbára kan ṣoṣo tó wà ní ìtọ́sọ́nà petele ni agbára ìfọ́ra aláìdúró. Ìbáramu ìfọ́ra aláìdúró:

4. Iye ìṣọ̀kan ìfọ́mọ́ra láàárín taya àti ojú ọ̀nà jẹ́ 0.4. Tí ìyárasí tí ó jẹ́ nítorí agbára òòfà bá jẹ́ 10 m/s ² , kí ni iyàrá tó pọ̀ jùlọ kí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ lè yípadà láìsí pé ó yọ́ kúrò ní ojú ọ̀nà tó tẹ̀.

A mọ̀:

Isọdipúpọ̀ ìfọ́mọ́ra àìdúró (μ)_s) = 0.4

Ìyára tí ó jẹ́ nítorí òòfà ilẹ̀ (g) = 10 m/s ²

Ìlànà ipa ọ̀nà (R) = mítà 40

A nfẹ: iyara to pọ julọ (v)

Ojutu:

Ìgbékalẹ̀ òfin kejì Newton ní ìṣípo yípo kan náà:

ΣF = agbára centripetal = agbára àpapọ̀ , m = m kẹ́sẹ́ , a _s = ìyára centripetal , v = iyára linear , R = rédíọ̀mù ipa ọ̀nà

Centripetal agbara

Agbára centripetal ni agbára àpapọ̀ tí ó ń mú kí centripetal yára sí i. Nínú ọ̀ràn yìí, agbára centripetal ni agbára ìfọ́kànsí tí kò dúró.

Ìgbékalẹ̀ agbára ìfọ́mọ́ra aláìdúró:

μ _s = iye ìfọ́mọ́ra àìdúró , w = ìwọ̀n , m = ìwọ̀n, g = ìyárasísára nítorí òòfà

Iyara to pọ julọ (v):

1. Kí ni agbára centripetal?
   • dahun: Agbára àárín ni agbára tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí ohun kan tí ń rìn ní ojú ọ̀nà yípo, tí a darí sí àárín yípo tàbí ipa ọ̀nà náà. Ó ni ó ń ṣe iṣẹ́ láti mú kí ohun náà wà ní ìṣípo yípo rẹ̀.
2. Báwo ni agbára centripetal ṣe yàtọ̀ sí agbára centrifugal?
   • dahun: Agbára centripetal jẹ́ agbára gidi kan tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí ohun kan láti jẹ́ kí ó máa rìn ní ojú ọ̀nà yípo. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, agbára centrifugal jẹ́ agbára tí a lè rí tí ó dàbí ẹni pé ó ń tì ohun kan kúrò ní àárín yípo nígbà tí a bá rí i láti inú férémù ìtọ́kasí tí ń yípo. A sábà máa ń pe agbára centrifugal ní agbára “àròsọ” tàbí “àròsọ”.
3. Kí ló máa ń ṣẹlẹ̀ tí a bá yọ agbára centripetal lórí ohun tí ń yípo kúrò lójijì?
   • dahun: Tí a bá yọ agbára centripetal lórí ohun tí ń yípo kúrò lójijì, ohun náà yóò gbé ní ìlà títọ́ sí ipa ọ̀nà yípo ní ibi tí a ti yọ agbára náà kúrò, ní ìbámu pẹ̀lú òfin ìṣípo àkọ́kọ́ ti Newton.
4. Báwo ni agbára centripetal tí a nílò ṣe yípadà pẹ̀lú rédíọ̀mù ipa ọ̀nà yíká fún iyàrá tí ó dúró ṣinṣin?
   • dahun: Agbára centripetal tí a nílò jẹ́ ìwọ̀n òdìkejì sí radius ti ipa ọ̀nà yíká. Tí iyára náà bá dúró ṣinṣin ṣùgbọ́n radius náà ń pọ̀ sí i, agbára centripetal tí a nílò yóò dínkù, àti ìyípadà.
5. Báwo ni agbára centripetal ṣe máa ń yípadà tí iyàrá ohun kan nínú ìṣípo yíká bá di ìlọ́po méjì?
   • dahun: Agbára centripetal náà dọ́gba tààrà sí onígun mẹ́rin ti iyára ohun náà. Nítorí náà, tí iyára náà bá di ìlọ́po méjì, agbára centripetal tí a nílò yóò pọ̀ sí i ní ìlọ́po mẹ́rin.
6. Ṣé agbára òòfà lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí agbára centripetal?
   • dahun: Bẹ́ẹ̀ni, agbára ìwalẹ̀ lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí agbára àárín gbùngbùn. Àpẹẹrẹ pàtàkì kan ni agbára ìwalẹ̀ láàárín Ayé àti Òṣùpá, èyí tí ó ń mú kí Òṣùpá máa yípo rẹ̀ ká Ayé.
7. Kí ló dé tí o fi ń rò pé o ti tì sí ẹ̀gbẹ́ nígbà tí o bá ń yí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ rẹ padà?
   • dahun: Tí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ bá yípo lọ́nà tó múná, agbára centripetal máa ń ṣiṣẹ́ sí àárín ìyípo náà, èyí tó máa ń jẹ́ kí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà wà ní ojú ọ̀nà yípo rẹ̀. Síbẹ̀síbẹ̀, ara rẹ máa ń tẹ̀síwájú ní ìlà títọ́ nítorí àìfararọ. Ìtìpa tí o ń ní yìí jẹ́ ìṣesí sí agbára centripetal, a sì sábà máa ń ṣì í ṣe gẹ́gẹ́ bí “agbára centrifugal.”
8. Báwo ni ìwọ̀n ohun kan ṣe ní ipa lórí agbára centripetal tí a nílò fún ìṣípo yíká ní iyàrá tí ó dúró ṣinṣin?
   • dahun: Agbára centripetal tí a nílò jẹ́ ìwọ̀n tààrà sí ìwọ̀n ohun náà. Tí ìwọ̀n ohun náà bá jẹ́ ìlọ́po méjì, agbára centripetal tí a nílò náà yóò tún di ìlọ́po méjì, nítorí pé iyàrá àti rédíọ̀mù náà dúró ní ìbámu.
9. Ipa wo ni ijapa n ko ninu agbara aarin nigbati ọkọ ayọkẹlẹ ba yipada?
   • dahun: Tí ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ bá yípadà, agbára ìjà láàárín àwọn taya àti ojú ọ̀nà ló ń fún ọkọ̀ náà ní agbára àárín tí ó yẹ láti jẹ́ kí ó wà ní ojú ọ̀nà tí ó tẹ̀. Tí kò bá sí ìjà (fún àpẹẹrẹ, ní ojú ọ̀nà tí ó yìnyín), ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà kò ní lè yípo, yóò sì yọ́ jáde.
10. Ǹjẹ́ ìdààmú nínú okùn kan lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí agbára àárín gbùngbùn?

• dahun: Bẹ́ẹ̀ni, ìfúnpọ̀ nínú okùn tàbí okùn lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí agbára centripetal. Fún àpẹẹrẹ, nígbà tí a bá yí ohun kan ká ní ipa ọ̀nà yípo nípa lílo okùn, ìfúnpọ̀ nínú okùn náà ń pèsè agbára centripetal tí ó yẹ láti jẹ́ kí ohun náà máa rìn nínú yípo náà.