Ускорениецентростремителна е свойство, присъстващо в тела, които описват a кръгово движение. Това е Величие на вектор което сочи към центъра на траекторията, освен това модулът му е право пропорционален на квадрата на скорост на тялото и обратно пропорционална на радиуса на кривата.
Вижте също: Равномерно кръгово движение: концепция и мисловна карта
Какво е центростремително ускорение?
Центропеталното ускорение е представено от a векторсочейки към центъра на кръгова пътека. Защото е ускорение, вашата мерна единица е m / s²обаче, за разлика от средно ускорение и от моментално ускорение, центростремително ускорение не се характеризира като вариация на скоростта, а по-скоро като вариация в посоката и посоката на скоростта.
Векторът на центростремителното ускорение е допирателна към траекторията на тялото, освен това е перпендикулярна по посока на скоростизкачвам се, също наричан скоросттангенциален.
Дори в случаите, когато мобилният апарат описва кръгово и равномерно движение, т.е. с постоянна ъглова скорост, има центростремително ускорение, следователно,
всяко движение, което се случва по кръгови пътеки, се ускорява.Центробежното ускорение е директнопропорционална на тангенциалната скорост на мобилния, на квадрат и обратнопропорционалендо радиуса на кривата, както ще покажем по-долу.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Центробежно ускорение
Центробежното ускорение е a концепцияпогрешно много използвани. Тъй като, когато са поставени в ротация, обектите са склонни да „бягат от центъра“, ние си представяме съществуването на центробежно ускорение, обаче, такова ускорение не съществува. Всъщност това, което съществува, е инерция на обекти, движещи се по кръгови пътеки.
НА инерция това е тенденцията на тялото да остане в състояние на праволинейно движение, с постоянна скорост или в покой, затова, когато са в кръгова траектория, телата страдат от действието на центробежна сила, който сочи към центъра. В този момент инерцията му причинява центробежното движение.
Вижте също: Първият закон на Нютон - какво е това, примери и упражнения
Центропетално ускорение на Земята
Земята изпълнява a движение на превод, на средно разстояние от 150 милиона километра, движещи се с около 100 000 км / ч. Също така в линия на екватора, а скорост на завъртане от земята е около 1600 км / ч.
Дори да се движим толкова бързо, ние не сме в състояние да възприемем центростремителното ускорение на Земята, защото ускоренията, произведени от движенията на въртене и преместване са хиляди пъти по-слабче самото земно притегляне наземен.
Известно е обаче, че центростремителното ускорение на Земята играе много важна роля: прави моретата заемат Екватора, ако планетата спре да се върти, те ще напуснат региона и ще мигрират на север и На юг.
Виж повече: Вярно ли е, че водата тече в различни посоки според всяко полукълбо?
Формула за центростремително ускорение
има повече от един формула използвани за изчисляване на центростремително ускорение, знайте всяко от тях:
v - скорост
R - радиус на кривата
В допълнение към това има формула за центростремително ускорение, която може да бъде изчислена по отношение на скоростъглова, ω, забележка:
v - скорост
R - радиус на кривата
Центростремна сила и центростремително ускорение
Подобно на силата, произтичаща от транслационни движения, центростремителната сила е резултатната сила, която действа върху тялото, карайки го да се върти. Следователно това количество е еквивалентно на масата на тялото, умножена по центростремителното ускорение. Следователно, центростремителна сила и центростремително ускорение са различни неща, тъй като центростремителната сила се определя от произведението на масата и центростремителното ускорение.
Упражнения за центростремително ускорение
Въпрос 1) Превозното средство с тегло 1000 кг се движи с 20 m / s по кръгова пътека с радиус, равен на 40 m. Проверете алтернативата, която показва центростремителното ускорение, подадено към превозното средство.
а) 5 m / s²
б) 1 m / s²
в) 10 m / s²
г) 8 m / s²
д) 4 m / s²
Шаблон: Буква С
Резолюция:
Нека използваме формулата за ускорение, която свързва скоростта с радиуса на траекторията, проверете я:
Според извършеното изчисление, центростремителното ускорение, което е претърпял автомобилът, е 10 m / s², следователно правилната алтернатива е буквата c.
Въпрос 2) Шофьор на състезателен автомобил навлиза във високоскоростна крива, претърпявайки центростремително ускорение от 15 m / s². Знаейки, че радиусът на завоя е 60 м, определете величината на ъгловата скорост на състезателната кола в завоя.
а) 3,0 rad / s
б) 2,5 rad / s
в) 0,5 rad / s
г) 0,2 rad / s
д) 1,5 рад / сек
Шаблон: Буква В
Резолюция:
Нека изчислим ъгловата скорост, като използваме формулата за центростремително ускорение по-долу, ето как:
Според горното изчисление превозното средство сменя посоката си с около 0,5 радиана всяка секунда. Според определението за радиани това се равнява на около 28 ° всяка секунда, така че правилната алтернатива е буквата c.
Въпрос 3) Определете центростремителното ускорение на обект, движещ се по кръгова пътека с радиус, равен на 4 m, като се има предвид, че този обект извършва един оборот на всеки 4 s. (Използвайте π = 3,14).
а) 9,8 m / s²
б) 8,7 m / s²
в) 0,5 m / s²
г) 6,0 m / s²
д) 2,5 m / s²
Шаблон: Буква а
Резолюция:
За да се изчисли центростремителното ускорение на обекта, е необходимо да се знае неговата величина скаларна скорост или дори нейната ъглова скорост, в този смисъл, нека вземем тази секунда скорост. За да направим това, трябва да помним, че всеки пълен оборот е еквивалентен на размахване на ъгъл, равен на 2π rad, и че отнема 4 s:
Въз основа на получения резултат откриваме, че центростремителното ускорение, което държи обекта на кръгова пътека, е приблизително 9,8 m / s², така че правилната алтернатива е буквата а.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
