Versnellingmiddelpuntzoekend is een eigenschap die aanwezig is in lichamen die a. beschrijven cirkelvormige beweging. Het is een Vector grootheid die naar het midden van het traject wijst, bovendien is zijn module recht evenredig met het kwadraat van de snelheid van het lichaam en omgekeerd evenredig met de straal van de kromme.
Zie ook: Uniforme cirkelbeweging: concept en mindmap
Wat is centripetale versnelling?
Centripetale versnelling wordt weergegeven door a vectorwijzend naar het midden van een cirkelvormig pad. Omdat het een versnelling, uw maateenheid is de m/s²echter, in tegenstelling tot de gemiddelde versnelling en van ogenblikkelijke versnelling, centripetale versnelling wordt niet gekarakteriseerd als een variatie van snelheid, maar eerder als een variatie in de richting en richting van de snelheid.
De middelpuntzoekende versnellingsvector is raaklijn naar de baan van het lichaam, bovendien is het loodrecht in de richting van snelheidbeklimmen, ook wel genoemd snelheidtangentieel.
Zelfs in gevallen waarin een mobiel een cirkelvormige en uniforme beweging beschrijft, dat wil zeggen, met een constante hoeksnelheid, is er centripetale versnelling, dus elke beweging die op cirkelvormige paden plaatsvindt, wordt versneld.
Centripetale versnelling is directevenredig met de tangentiële snelheid van de mobiel, kwadraat, en omgekeerdproportioneelnaar de straal van de curve, zoals we hieronder zullen laten zien.
Centrifugale versnelling
Centrifugale versnelling is a conceptfoutief erg gebruikt. Omdat objecten, wanneer ze in rotatie worden geplaatst, de neiging hebben om "weg te rennen van het centrum", stellen we ons het bestaan van een centrifugale versnelling voor, zo'n versnelling bestaat niet. Wat er in feite bestaat, is de traagheid van objecten die in cirkelvormige paden bewegen.
DE traagheid het is de neiging van een lichaam om in zijn staat van rechtlijnige beweging te blijven, met constante snelheid of in rust, daarom ondergaan de lichamen, wanneer ze zich in een cirkelvormige baan bevinden, de actie van een middelpuntzoekende kracht, die naar het midden wijst. Op dat moment zorgt zijn traagheid ervoor dat de centrifugale beweging plaatsvindt.
Zie ook: De eerste wet van Newton – wat is het, voorbeelden en oefeningen
Centripetale versnelling van de aarde
De aarde presteert beweging van vertaling, op een gemiddelde afstand van 150 miljoen kilometer, met een snelheid van ongeveer 100.000 km/u. Ook in de evenaar lijn, een snelheid van rotatie van de aarde ligt rond de 1600 km/u.
Zelfs als we zo snel bewegen, zijn we niet in staat om de centripetale versnelling van de aarde waar te nemen, omdat de versnellingen die worden geproduceerd door de rotatie- en translatiebewegingen zijn duizenden keren zwakkerdat de zeer zwaartekracht aards.
Het is echter bekend dat de middelpuntzoekende versnelling van de aarde een zeer belangrijke rol speelt: het maakt de zeeën de evenaar bezetten, als de planeet zou stoppen met draaien, zouden ze het gebied verlaten en naar het noorden migreren en Zuiden.
Bekijk meer: Klopt het dat water naar elk halfrond in verschillende richtingen stroomt?
Centripetale versnellingsformule
er is meer dan één formule gebruikt om centripetale versnelling te berekenen, ken ze allemaal:
v - snelheid
R – straal van de bocht
Daarnaast is er een centripetale versnellingsformule die kan worden berekend in termen van de snelheidhoekig,, let op:
v - snelheid
R – straal van de bocht
Middelpuntzoekende kracht en middelpuntzoekende versnelling
Net als de kracht die het gevolg is van translatiebewegingen, is de middelpuntzoekende kracht de resulterende kracht die op een lichaam inwerkt, waardoor het roteert. Daarom is deze hoeveelheid gelijk aan de massa van het lichaam vermenigvuldigd met de centripetale versnelling. Daarom middelpuntzoekende kracht en middelpuntzoekende versnelling zijn verschillende dingen, sinds de middelpuntzoekende kracht wordt gedefinieerd door het product van massa en middelpuntzoekende versnelling.
Oefeningen op centripetale versnelling
Vraag 1) Een voertuig van 1000 kg beweegt met 20 m/s op een cirkelvormig pad met een straal gelijk aan 40 m. Controleer het alternatief dat de centripetale versnelling aangeeft die aan het voertuig wordt onderworpen.
a) 5 m/s²
b) 1 m/s²
c) 10 m/s²
d) 8 m/s²
e) 4 m/s²
Sjabloon: Letter C
Resolutie:
Laten we gebruik maken van de versnellingsformule die snelheid relateert aan de straal van het traject, check it out:
Volgens de uitgevoerde berekening was de centripetale versnelling die de auto onderging 10 m/s², dus het juiste alternatief is de letter c.
Vraag 2) Een coureur gaat een hogesnelheidsbocht in en ondergaat een centripetale versnelling van 15 m/s². Wetende dat de straal van de bocht 60 m is, bepaal dan de grootte van de hoeksnelheid van de racewagen in de bocht.
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
Sjabloon: Letter C
Resolutie:
Laten we de hoeksnelheid berekenen met behulp van de onderstaande centripetale versnellingsformule, als volgt:
Volgens de bovenstaande berekening verandert het voertuig elke seconde ongeveer 0,5 radiaal van richting. Volgens de definitie van radialen komt dit neer op ongeveer 28° per seconde, dus het juiste alternatief is de letter c.
Vraag 3) Bepaal de centripetale versnelling van een object dat beweegt op een cirkelvormig pad met een straal gelijk aan 4 m, rekening houdend met het feit dat dit object elke 4 s een omwenteling voltooit. (Gebruik 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
Sjabloon: Letter A
Resolutie:
Om de centripetale versnelling van het object te berekenen, is het noodzakelijk om de grootte van zijn. te kennen scalaire snelheid, of zelfs de hoeksnelheid, in die zin, laten we deze seconde nemen snelheid. Om dit te doen, moeten we onthouden dat elke volledige omwenteling gelijk is aan het vegen van een hoek gelijk aan 2π rad, en dat het 4 s duurt:
Op basis van het verkregen resultaat vinden we dat de centripetale versnelling die het object op een cirkelvormig pad houdt ongeveer 9,8 m/s² is, dus het juiste alternatief is de letter a.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-centripeta.htm