Ускорениецентростремительный это свойство, присутствующее в телах, которые описывают круговое движение. Это Величие вектора который указывает на центр траектории, причем его модуль прямо пропорционален квадрату скорость тела и обратно пропорционально радиусу кривой.
Смотрите также: Равномерное круговое движение: концепция и интеллектуальная карта
Что такое центростремительное ускорение?
Центростремительное ускорение представлено векторуказывающий на центр круговой траектории. Потому что это ускорение, ваша единица измерения - это м / с²однако, в отличие от среднее ускорение и от мгновенного ускорения центростремительное ускорение не характеризуется как изменение скорости, а скорее как изменение направления и направления скорости.
Вектор центростремительного ускорения равен касательная траектории движения тела, кроме того, это перпендикуляр в направлении скоростьвзбираться, также называемый скоростьтангенциальный.
Даже в тех случаях, когда мобиль описывает круговое и равномерное движение, то есть с постоянной угловой скоростью, существует центростремительное ускорение, следовательно, каждое движение, которое происходит по круговой траектории, ускоряется.
Центростремительное ускорение напрямуюпропорциональна тангенциальной скорости подвижного, в квадрате и обратнопропорциональныйк радиусу кривой, как мы покажем ниже.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Центробежное ускорение
Центробежное ускорение - это концепцияошибочный очень привык. Поскольку при вращении объекты имеют тенденцию «убегать от центра», мы представляем себе существование центробежного ускорения, однако, такого ускорения не существует. Фактически, то, что существует, - это инерция объектов, движущихся по круговым траекториям.
THE инерция это тенденция тела оставаться в состоянии прямолинейного движения, с постоянной скоростью или в состоянии покоя. центростремительная сила, который указывает на центр. В этот момент его инерция вызывает центробежное движение.
Смотрите также: Первый закон Ньютона - что это такое, примеры и упражнения
Центростремительное ускорение Земли
Земля выполняет движение перевод, на среднем расстоянии 150 миллионов километров со скоростью около 100 000 км / ч. Также в линия экватора, а скорость вращение с земли составляет около 1600 км / ч.
Даже двигаясь так быстро, мы не можем воспринимать центростремительное ускорение Земли, потому что ускорения, производимые вращательными и поступательными движениями, являются в тысячи раз слабеечто само сила тяжести земной.
Однако известно, что центростремительное ускорение Земли играет очень важную роль: оно заставляет моря заняли экватор, если бы планета перестала вращаться, они бы покинули регион и мигрировали к северу и Юг.
Узнать больше: Верно ли, что вода течет в разных направлениях в зависимости от каждого полушария?
Формула центростремительного ускорения
есть более чем один формула используется для расчета центростремительного ускорения, знайте каждое из них:
v - скорость
р - радиус изгиба
В дополнение к этому существует формула центростремительного ускорения, которая может быть рассчитана в терминах скоростьугловатый, ω, примечание:
v - скорость
р - радиус изгиба
Центростремительная сила и центростремительное ускорение
Подобно силе, возникающей в результате поступательных движений, центростремительная сила - это результирующая сила, которая действует на тело, заставляя его вращаться. Следовательно, эта величина эквивалентна массе тела, умноженной на центростремительное ускорение. Следовательно, центростремительная сила и центростремительное ускорение разные вещи, поскольку центростремительная сила определяется произведением массы и центростремительного ускорения.
Упражнения на центростремительное ускорение
Вопрос 1) Автомобиль массой 1000 кг движется со скоростью 20 м / с по круговой траектории радиусом 40 м. Проверьте альтернативу, которая указывает на центростремительное ускорение, передаваемое автомобилю.
а) 5 м / с²
б) 1 м / с²
в) 10 м / с²
г) 8 м / с²
д) 4 м / с²
Шаблон: Буква C
разрешение:
Давайте воспользуемся формулой ускорения, которая связывает скорость с радиусом траектории, проверьте это:
Согласно проведенным расчетам, центростремительное ускорение, которому подвергся автомобиль, составило 10 м / с², поэтому правильной альтернативой является буква c.
Вопрос 2) Гонщик выходит на скоростной поворот, испытывая центростремительное ускорение 15 м / с². Зная, что радиус поворота составляет 60 м, определите величину угловой скорости гоночного автомобиля в повороте.
а) 3,0 рад / с
б) 2,5 рад / с
в) 0,5 рад / с
г) 0,2 рад / с
д) 1,5 рад / с
Шаблон: Буква c
Разрешение:
Давайте рассчитаем угловую скорость, используя приведенную ниже формулу центростремительного ускорения, вот как:
Согласно вышеприведенным расчетам, транспортное средство меняет направление примерно на 0,5 радиана каждую секунду. Согласно определению радианов, это соответствует примерно 28 ° каждую секунду, поэтому правильной альтернативой является буква c.
Вопрос 3) Определить центростремительное ускорение объекта, движущегося по круговой траектории с радиусом, равным 4 м, с учетом того, что этот объект совершает один оборот каждые 4 с. (Используйте π = 3,14).
а) 9,8 м / с²
б) 8,7 м / с²
в) 0,5 м / с²
г) 6,0 м / с²
д) 2,5 м / с²
Шаблон: Буква А
разрешение:
Чтобы вычислить центростремительное ускорение объекта, необходимо знать величину его скалярная скорость, или даже ее угловая скорость, в этом смысле, давайте получим эту секунду скорость. Для этого мы должны помнить, что каждый полный оборот эквивалентен охвату угла, равному 2π рад, и что это занимает 4 с:
Основываясь на полученном результате, мы находим, что центростремительное ускорение, которое удерживает объект на круговой траектории, составляет примерно 9,8 м / с², поэтому правильной альтернативой является буква a.
Рафаэль Хеллерброк
Учитель физики
