التسريعدائري هي خاصية موجودة في الهيئات التي تصف أ حركة دائرية. إنها ناقلات عظمة مما يشير إلى مركز المسار ، علاوة على ذلك ، فإن وحدته تتناسب طرديًا مع مربع ● السرعة من الجسم ويتناسب عكسيا مع نصف قطر المنحنى.
نرى أيضا: الحركة الدائرية الموحدة: المفهوم والخريطة الذهنية
ما هو تسارع الجاذبية؟
يتم تمثيل تسارع الجاذبية من خلال أ المتجهمشيراً إلى مركز مسار دائري. لأنه هو التسريع، وحدة القياس الخاصة بك هي م / ث²، على عكس متوسط التسارع ومن التسارع اللحظي ، تسارع الجاذبية لا يوصف بأنه اختلاف في السرعة ، بل كتغير في اتجاه واتجاه السرعة.
متجه التسارع المركزي هو ظل إلى مسار الجسم ، علاوة على ذلك ، هو كذلك عمودي إلى اتجاه ● السرعةتسلق، وتسمى أيضا ● السرعةتماسي.
حتى في الحالات التي يصف فيها الجوال حركة دائرية وموحدة ، أي مع سرعة زاوية ثابتة ، هناك تسارع جاذب ، لذلك ، يتم تسريع كل حركة تحدث على مسارات دائرية.
تسارع الجاذبية هو مباشرةيتناسب مع السرعة العرضية للجوالو تربيع و عكسيامتناسبإلى نصف قطر المنحنى، كما سنوضح أدناه.
تسارع الطرد المركزي
تسارع الطرد المركزي هو أ مفهومخاطئ مستخدم جدا. بما أن الأشياء ، عند وضعها في الدوران ، تميل إلى "الهروب بعيدًا عن المركز" ، فإننا نتخيل وجود تسارع طرد مركزي ، مع ذلك ، مثل هذا التسارع غير موجود. في الواقع ، ما هو موجود هو التعطيل الأجسام تتحرك في مسارات دائرية.
ال التعطيل إنه ميل الجسم للبقاء في حالته من الحركة المستقيمة ، بسرعة ثابتة ، أو في حالة راحة ، ولهذا السبب ، عندما تكون الأجسام في مسار دائري ، تعاني من تأثير قوة الجاذبية، مما يشير إلى المركز. في تلك اللحظة ، يتسبب القصور الذاتي في حدوث حركة الطرد المركزي.
نرى أيضا: قانون نيوتن الأول - ما هو ، أمثلة وتمارين
تسارع الجاذبية للأرض
تؤدي الأرض أ حركة ترجمة، على مسافة متوسطة تبلغ 150 مليون كيلومتر ، وتتحرك بسرعة 100 ألف كم / ساعة أيضا ، في خط الاستواء، أ سرعة دوران من الأرض حوالي 1600 كم / ساعة.
حتى لو كنا نتحرك بسرعة كبيرة ، فإننا غير قادرين على إدراك التسارع الجاذب للأرض ، لأن التسارع الناتج عن حركات الدوران والترجمة آلاف المرات أضعفهذا جدا الجاذبية ساكن الأرض.
ومع ذلك ، فمن المعروف أن التسارع الجاذبي للأرض يلعب دورًا مهمًا للغاية: فهو يصنع البحار احتلوا خط الاستواء ، إذا توقف الكوكب عن الدوران ، فسوف يغادرون المنطقة ويهاجرون نحو الشمال و جنوب.
شاهد المزيد: هل صحيح أن الماء يتدفق في اتجاهات مختلفة حسب كل نصف من الكرة الأرضية؟
صيغة تسريع الجاذبية المركزية
ثمة اكثر من واحد معادلة تستخدم لحساب تسارع الجاذبية ، تعرف على كل منها:
الخامس - ● السرعة
ص - نصف قطر المنحنى
بالإضافة إلى ذلك ، هناك معادلة تسارع الجاذبية التي يمكن حسابها من حيث ● السرعةالزاوي، ω ، ملاحظة:
الخامس - ● السرعة
ص - نصف قطر المنحنى
قوة الجاذبية المركزية وتسارع الجاذبية
تمامًا مثل القوة الناتجة عن الحركات الانتقالية ، فإن قوة الجاذبية هي القوة الناتجة التي تعمل على الجسم ، مما يؤدي إلى تدويره. لذلك ، فإن هذه الكمية تعادل كتلة الجسم مضروبة في عجلة الجاذبية المركزية. لذلك ، قوة الجاذبية وتسارع الجاذبية أشياء مختلفة، منذ يتم تحديد قوة الجاذبية من خلال حاصل ضرب الكتلة وتسارع الجاذبية.
تمارين على تسارع الجاذبية
السؤال رقم 1) مركبة وزنها 1000 كجم تتحرك بسرعة 20 م / ث على مسار دائري نصف قطرها 40 م. تحقق من البديل الذي يشير إلى التسارع الجاذب للمركبة.
أ) 5 م / ث²
ب) 1 م / ث²
ج) 10 م / ث²
د) 8 م / ث²
هـ) 4 م / ث²
قالب: حرف ج
القرار:
دعنا نستخدم صيغة التسارع التي تربط السرعة بنصف قطر المسار ، تحقق منها:
وفقًا للحساب الذي تم إجراؤه ، كان عجلة الجاذبية المركزية التي مرت بها السيارة 10 م / ث² ، وبالتالي ، فإن البديل الصحيح هو الحرف ج.
السؤال 2) يدخل سائق سيارة السباق في منحنى عالي السرعة ، ويخضع لتسارع الجاذبية المركزية بمقدار 15 م / ث². مع العلم أن نصف قطر الدوران يساوي 60 مترًا ، فأوجد مقدار السرعة الزاوية لسيارة السباق التي بدورها.
أ) 3.0 راديان / ثانية
ب) 2.5 راد / ثانية
ج) 0.5 راديان / ثانية
د) 0.2 راد / ثانية
ه) 1.5 راد / ثانية
قالب: الحرف ج
القرار:
دعنا نحسب السرعة الزاوية باستخدام صيغة العجلة المركزية أدناه ، وإليك الطريقة:
وفقًا للحساب أعلاه ، تغير السيارة اتجاهها بحوالي 0.5 راديان كل ثانية. وفقًا لتعريف الراديان ، فإن هذا يعادل حوالي 28 درجة كل ثانية ، لذا فإن البديل الصحيح هو الحرف c.
السؤال 3) أوجد عجلة الجاذبية المركزية لجسم يتحرك في مسار دائري نصف قطره 4 أمتار ، مع الأخذ في الاعتبار أن هذا الجسم يكمل دورة واحدة كل 4 ثوانٍ. (استخدم π = 3.14).
أ) 9.8 م / ث²
ب) 8.7 م / ث²
ج) 0.5 م / ث²
د) 6.0 م / ث²
هـ) 2.5 م / ث²
قالب: الحرف ا
القرار:
لحساب عجلة الجاذبية المركزية للكائن ، من الضروري معرفة حجمه السرعة القياسية ، أو حتى السرعة الزاوية ، بهذا المعنى ، دعنا نحصل على هذه الثانية ● السرعة. للقيام بذلك ، يجب أن نتذكر أن كل دورة كاملة تعادل تجتاح زاوية تساوي 2π rad ، وأنها تستغرق 4 ثوانٍ:
بناءً على النتيجة التي تم الحصول عليها ، وجدنا أن عجلة الجاذبية المركزية التي تحافظ على الجسم على مسار دائري تبلغ حوالي 9.8 م / ث² ، لذا فإن البديل الصحيح هو الحرف أ.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-centripeta.htm