Accelerationcentripetal er en egenskab, der findes i kroppe, der beskriver en cirkulær bevægelse. Det er en Vector storhed der peger på midten af banen, derudover er dens modul direkte proportional med kvadratet i hastighed af kroppen og omvendt proportional med kurvens radius.
Se også: Ensartet cirkulær bevægelse: koncept og tankekort
Hvad er centripetal acceleration?
Centripetal acceleration er repræsenteret af a vektorpeger mod midten af en cirkulær sti. Fordi det er en acceleration, din måleenhed er m / s²dog i modsætning til gennemsnitlig acceleration og fra øjeblikkelig acceleration, centripetal acceleration er ikke karakteriseret som en variation af hastighed, men snarere som en variation i retning og retning af hastighed.
Den centripetale accelerationsvektor er tangent til kroppens bane er det desuden vinkelret til retning af hastighedklatre, også kaldet hastighedtangentiel.
Selv i tilfælde, hvor en mobil beskriver en cirkulær og ensartet bevægelse, dvs. med en konstant vinkelhastighed, er der centripetal acceleration, derfor
enhver bevægelse, der forekommer på cirkulære stier, accelereres.Centripetal acceleration er direkteproportional med mobilens tangentielle hastighed, kvadreret og omvendtproportionaltil kurvens radius, som vi vil vise nedenfor.
Centrifugalacceleration
Centrifugalacceleration er en konceptfejlagtig meget brugt. Da objekter, når de placeres i rotation, har en tendens til at "løbe væk fra centrum", forestiller vi os eksistensen af en centrifugalacceleration, sådan acceleration findes ikke. Faktisk er det, der findes inerti af objekter, der bevæger sig i cirkulære stier.
DET inerti det er kroppens tendens til at forblive i sin tilstand af retlinet bevægelse med konstant hastighed eller i hvile, det er derfor, når legemerne befinder sig i en cirkulær bane, centripetal kraft, der peger på midten. I det øjeblik får dens inerti centrifugalbevægelsen til at forekomme.
Se også: Newtons første lov - hvad er det, eksempler og øvelser
Centripetal acceleration af jorden
Jorden udfører en bevægelse af oversættelsei en gennemsnitlig afstand på 150 millioner kilometer og bevæger sig omkring 100.000 km / t. Også i ækvatorlinje, a hastighed på rotation fra jorden er ca. 1600 km / t.
Selvom vi bevæger os så hurtigt, er vi ikke i stand til at opfatte Jordens centripetale acceleration, fordi de accelerationer, der produceres af rotation og translation tusinder af gange svagereat det meget tyngdekraft jordbaseret.
Det er imidlertid kendt, at jordens centripetale acceleration spiller en meget vigtig rolle: det gør havene besætte ækvator, hvis planeten stoppede med at rotere, ville de forlade regionen og migrere mod nord og Syd.
Se mere: Er det sandt, at vand strømmer i forskellige retninger efter hver halvkugle?
Formel til acceleration af centripetal
der er mere end en formel bruges til at beregne centripetal acceleration, kender hver enkelt:
v - hastighed
R - kurvens radius
Derudover er der en centripetal accelerationsformel, der kan beregnes i form af hastighedkantet, ω, bemærk:
v - hastighed
R - kurvens radius
Centripetal kraft og centripetal acceleration
Ligesom den kraft, der skyldes translationelle bevægelser, er den centripetale kraft den resulterende kraft, der virker på et legeme og får det til at rotere. Derfor svarer denne mængde til kroppens masse ganget med centripetalacceleration. Derfor centripetal kraft og centripetal acceleration er forskellige ting, siden centripetal kraft er defineret af produktet af masse og centripetal acceleration.
Øvelser på centripetal acceleration
Spørgsmål 1) Et køretøj på 1000 kg bevæger sig ved 20 m / s på en cirkelbane med en radius lig med 40 m. Kontroller alternativet, der angiver den centripetale acceleration, der sendes til køretøjet.
a) 5 m / s²
b) 1 m / s²
c) 10 m / s²
d) 8 m / s²
e) 4 m / s²
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
Lad os bruge accelerationsformlen, der relaterer hastighed til baneens radius, tjek den ud:
Ifølge den udførte beregning var den centripetale acceleration, som bilen gennemgik, 10 m / s², det korrekte alternativ er altså bogstavet c.
Spørgsmål 2) En racerbilfører kører ind i en højhastighedskurve, der gennemgår en centripetal acceleration på 15 m / s². Ved at vide, at svingens radius er 60 m, skal du bestemme størrelsen af racerbilens vinkelhastighed i svingen.
a) 3,0 rad / s
b) 2,5 rad / s
c) 0,5 rad / s
d) 0,2 rad / s
e) 1,5 rad / s
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
Lad os beregne vinkelhastigheden ved hjælp af centripetal accelerationsformlen nedenfor, her er hvordan:
Ifølge ovenstående beregning ændrer køretøjet sin retning med ca. 0,5 radian hvert sekund. Ifølge definitionen af radianer svarer dette til ca. 28 ° hvert sekund, så det rigtige alternativ er bogstavet c.
Spørgsmål 3) Bestem centripetalacceleration af et objekt, der bevæger sig på en cirkulær sti med en radius lig med 4 m, idet der tages hensyn til, at dette objekt fuldender en omdrejning hver 4. sek. (Brug π = 3.14).
a) 9,8 m / s²
b) 8,7 m / s²
c) 0,5 m / s²
d) 6,0 m / s²
e) 2,5 m / s²
Skabelon: Bogstav a
Løsning:
For at beregne objektets centripetale acceleration er det nødvendigt at kende størrelsen af dens skalærhastighed eller endda dens vinkelhastighed, i den forstand, lad os få dette sekund hastighed. For at gøre dette skal vi huske, at hver komplet omdrejning svarer til at feje en vinkel lig med 2π rad, og at det tager 4 s:
Baseret på det opnåede resultat finder vi, at den centripetale acceleration, der holder objektet på en cirkelbane, er ca. 9,8 m / s², så det rigtige alternativ er bogstavet a.
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-centripeta.htm
