向心加速度-問題與解決方案

1.一個綁在水平繩子末端的球,以 20 公分為半徑做圓週運動。球每秒旋轉 360 ° 。求球的向心加速度的大小。

已知:

角速度 (ω ) = 360 ° /秒 = 1 轉/秒 = 6.28 弧度/秒

半徑 (r) = 20 公分 = 0.2米

求:向心加速度(a r)

解決方案:

a r = v 2 / r —> v = r ω

a r = (r ω) 2 / r = r 2 ω 2 / r

a r = r ω 2

其中,s = 向心加速度,v = 線速度,r = 半徑,ω =角速度

向心加速度的大小:

a r = r ω 2 a r = (0,2 m)( 6.28 rad/s)

r = 1.256 公尺/秒²

[內部審查程序]

2. 一個半徑為 30 公分的輪子以 180 轉/分的速度旋轉。求輪子邊緣上一點的向心加速度!

已知:

半徑 (r) = 30 公分 = 0.3 米

角速度 ( ω ) = 180 轉 / 60 秒 = 3 轉/秒 = (3)(6.28 弧度)/秒 = 18.84 弧度/秒

求:半徑 r = 0.3 公尺處的向心加速度 ( a r )。

解決方案:

向心加速度的大小:

a r = r ω 2

r = (0.3 公尺)(18.84弧度/秒)

r = 5.65 公尺/秒²

3. 一輛賽車在半徑 50 公尺的圓形賽道上行駛。若賽車的速度為 72 公里/小時,求其向心加速度的大小!

已知:

半徑 (r) = 50 米

速度 (v) = 72 公里/小時 = (72)(1000 公尺) / 3600 秒 = 20 公尺/秒

求:向心加速度的大小(a r )

解決方案:

a r = v 2 / r = 20 2 / 50 = 400 / 50 = 8 m/s 2

[內部審查程序]

4. 一輛汽車的最大向心加速度為 10 m/s² ,因此該汽車可以沿著彎道轉彎而不打滑。如果該車以 108 km/h 的恆定速度行駛,那麼無傾斜彎道的半徑是多少?

已知:

向心加速度(ar )= 10 m/ s²

汽車速度(v) = 108 公里/小時= ( 108)(1000) / 3600 = 30公尺/秒

所需參數:半徑(r)

解決方案:

r = v 2 / a r

r = 30 2 / 10 = 900 / 10 = 90 公尺/秒

[內部審查程序]

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