תְאוּצָהצנטריפטל הוא מאפיין הקיים בגופים המתארים א תנועה סיבובית. זה גדולה וקטורית המצביע על מרכז המסלול, יתר על כן, המודול שלו פרופורציונלי ישירות לריבוע ה מְהִירוּת של הגוף וביחס הפוך לרדיוס העקומה.
ראה גם: תנועה מעגלית אחידה: מושג ומפת חשיבה
מהי תאוצה צנטריפטלית?
תאוצה צנטריפטלית מיוצגת על ידי a וֶקטוֹרמצביע לעבר מרכז שביל מעגלי. כי זה א תְאוּצָה, יחידת המידה שלך היא m / s²עם זאת, בניגוד ל תאוצה ממוצעת ומתוך תאוצה מיידית, תאוצה צנטריפטלית אינו מאופיין כווריאציה של מהירות, אלא כשינוי בכיוון ובכיוון המהירות.
וקטור ההאצה הצנטריפטאלי הוא מַשִׁיק למסלול הגוף, יתר על כן, זהו אֲנָכִי לכיוון מְהִירוּתלְטַפֵּס, המכונה גם מְהִירוּתמַשִׁיקִי.
גם במקרים בהם נייד מתאר תנועה מעגלית ואחידה, כלומר במהירות זוויתית קבועה, יש תאוצה צנטריפטלית, לכן, כל תנועה המתרחשת בנתיבים מעגליים מואצת.
האצה צנטריפטלית היא באופן ישירפרופורציונאלית למהירות המשיקה של הנייד, בריבוע, ו בְּיַחַס הָפוּךיַחֲסִילרדיוס העקומה, כפי שנראה בהמשך.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
תאוצה צנטריפוגלית
תאוצה צנטריפוגלית היא מוּשָׂגשָׁגוּי מאוד בשימוש. מכיוון שכאשר הם ממוקמים בסיבוב, אובייקטים נוטים "לברוח מהמרכז", אנו מדמיינים את קיומה של תאוצה צנטריפוגלית, אולם האצה כזו אינה קיימת. למעשה, מה שקיים הוא ה אִינֶרצִיָה של חפצים הנעים בנתיבים מעגלים.
ה אִינֶרצִיָה זוהי נטייתו של גוף להישאר במצב של תנועה ישר, במהירות קבועה, או במנוחה, מסיבה זו, כאשר במסלול מעגלי, הגופים סובלים מפעולה של כוח צנטריפטלי, שמצביע על המרכז. באותו רגע האינרציה שלה גורמת לתנועה הצנטריפוגלית להתרחש.
ראה גם: החוק הראשון של ניוטון - מה זה, דוגמאות ותרגילים
האצה צנטריפטאלית של כדור הארץ
כדור הארץ מבצע א תנועה של תִרגוּם, במרחק ממוצע של 150 מיליון ק"מ, נע בכ- 100,000 קמ"ש. כמו כן, ב קו קו המשווה, א מהירות של רוֹטַציָה מהאדמה הוא בערך 1600 קמ"ש.
אפילו לנוע כל כך מהר, איננו מסוגלים לתפוס את האצה הצנטריפטלית של כדור הארץ, מכיוון שהתאוצות שמייצרות תנועות הסיבוב והתרגום הן חלשות אלפי פעמיםשזה מאוד כוח משיכה יַבַּשׁתִי.
עם זאת, ידוע כי האצה הצנטריפטלית של כדור הארץ ממלאת תפקיד חשוב מאוד: היא הופכת את הים לכבוש את קו המשווה, אם כוכב הלכת יפסיק להסתובב, הם היו עוזבים את האזור ונודדים לכיוון צפון ו דָרוֹם.
ראה עוד: האם זה נכון שמים זורמים לכיוונים שונים לפי כל חצי כדור?
נוסחת האצת צנטריפטלית
יש יותר מאחד נוּסחָה משמש לחישוב תאוצה צנטריפטלית, מכיר כל אחד מהם:
v - מהירות
ר - רדיוס העקומה
בנוסף לכך, קיימת נוסחת תאוצה צנטריפטלית שניתן לחשב אותה במונחים של מְהִירוּתזוויתי, ω, הערה:
v - מהירות
ר - רדיוס העקומה
כוח צנטריפטלי ותאוצה צנטריפטלית
בדיוק כמו הכוח הנובע מתנועות טרנסלציוניות, הכוח הצנטריפטרי הוא הכוח המתקבל שפועל על גוף וגורם לו להסתובב. לכן כמות זו שווה ערך למסת הגוף כפול התאוצה הצנטריפטלית. לכן, כוח צנטריפטלי ותאוצה צנטריפטלית הם דברים שונים, מאז כוח צנטריפטלי מוגדר על ידי תוצר של מאסה ותאוצה צנטריפטלית.
תרגילים על תאוצה צנטריפטלית
שאלה 1) רכב של 1000 ק"ג נע ב -20 מ"ש בשביל מעגלי ברדיוס השווה ל- 40 מ '. בדוק את החלופה המציינת את התאוצה הצנטריפטלית שהוגשה לרכב.
א) 5 מ 'לשנייה
ב) 1 מ 'לשנייה
ג) 10 מ 'לשנייה
ד) 8 מ 'לשנייה
ה) 4 מ 'לשנייה
מָשׁוֹב: אות ג '
פתרון הבעיה:
בואו נעשה שימוש בנוסחת התאוצה המתייחסת למהירות לרדיוס המסלול, נבדוק אותה:
על פי החישוב שבוצע, התאוצה הצנטריפטלית שעברה המכונית הייתה 10 מ '/ ר', ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות ג '.
שאלה 2) נהג מכונית מרוץ נכנס לעקומה מהירה ועובר תאוצה צנטריפטלית של 15 מ '/ s². בידיעה שרדיוס הסיבוב הוא 60 מ ', קבע את גודל המהירות הזוויתית של מכונית המירוץ בפנייה.
א) 3.0 רד / שנ
ב) 2.5 רד / שנ
ג) 0.5 רד / שנ
ד) 0.2 ראד / שנ
ה) 1.5 רד / שנ
תבנית: אות ג '
פתרון הבעיה:
בואו נחשב את מהירות הזווית בעזרת נוסחת התאוצה הצנטריפטלית להלן, כך:
על פי החישוב לעיל, הרכב משנה את כיוון בכ- 0.5 רדיאן בכל שנייה. על פי הגדרת הרדיאנים, זה שווה לכ 28 ° בכל שנייה, ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות c.
שאלה 3) קבעו את התאוצה הצנטריפטלית של אובייקט שנע על מסלול מעגלי ברדיוס השווה ל -4 מ ', תוך התחשבות בכך שאובייקט זה משלים סיבוב אחד בכל 4 שניות. (השתמש ב- π = 3.14).
א) 9.8 מ 'לשנייה
ב) 8.7 מ 'לשנייה
ג) 0.5 מ 'לשנייה
ד) 6.0 מ 'לשנייה
ה) 2.5 מ 'לשנייה
מָשׁוֹב: מכתב
פתרון הבעיה:
כדי לחשב את האצה הצנטריפטלית של האובייקט, יש לדעת את גודלו מהירות סקלרית או אפילו מהירות זוויתית שלה, במובן זה, בואו נקבל את השנייה מְהִירוּת. לשם כך, עלינו לזכור כי כל מהפכה שלמה שקולה לטאטא של זווית השווה ל- 2π ראד, וכי היא אורכת 4 שניות:
בהתבסס על התוצאה המתקבלת, אנו מוצאים כי התאוצה הצנטריפטלית השומרת על האובייקט במסלול מעגלי היא כ- 9.8 מ / ש², ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות א.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
