Accelerationcentripetal är en egenskap som finns i kroppar som beskriver a cirkulär rörelse. Det är en Vector storhet som pekar på mitten av banan, dessutom är dess modul direkt proportionell mot kvadraten på hastighet av kroppen och omvänt proportionell mot kurvens radie.
Se också: Uniform cirkulär rörelse: koncept och tankekarta
Vad är centripetal acceleration?
Centripetalacceleration representeras av a vektorpekar mot mitten av en cirkelväg. Eftersom det är en acceleration, din måttenhet är m / s², till skillnad från genomsnittlig acceleration och från omedelbar acceleration, centripetal acceleration karakteriseras inte som en variation av hastighet, utan snarare som en variation i hastighetens riktning och riktning.
Den centripetala accelerationsvektorn är tangent till kroppens bana, dessutom är det vinkelrät i riktning mot hastighetklättra, även kallad hastighettangentiell.
Även i fall där en mobil beskriver en cirkulär och enhetlig rörelse, det vill säga med en konstant vinkelhastighet, finns det centripetal acceleration, därför
varje rörelse som sker på cirkulära vägar accelereras.Centripetal acceleration är direktproportionellt mot mobilens tangentiella hastighet, kvadrat, och omväntproportionelltill kurvens radie, som vi kommer att visa nedan.
Centrifugalacceleration
Centrifugalacceleration är en begreppfelaktig mycket begagnad. Eftersom objekt, när de placeras i rotation, tenderar att "springa bort från centrum", föreställer vi oss att det finns en centrifugalacceleration, sådan acceleration existerar inte. I själva verket är det som finns tröghet av föremål som rör sig i cirkulära banor.
DE tröghet det är tendensen hos en kropp att förbli i sitt tillstånd av rätlinjig rörelse, med konstant hastighet eller i vila, av denna anledning, när kropparna i en cirkulär bana lider av en centripetal kraft, som pekar på mitten. I det ögonblicket får dess tröghet centrifugalrörelsen att ske.
Se också: Newtons första lag - vad är det, exempel och övningar
Centripetal acceleration av jorden
Jorden utför en rörelse av översättning, på ett genomsnittligt avstånd på 150 miljoner kilometer och rör sig cirka 100 000 km / h. Även i ekvatorn linje, a hastighet av rotation från jorden är cirka 1600 km / h.
Även om vi rör oss så snabbt kan vi inte uppfatta jordens centripetala acceleration, eftersom de accelerationer som produceras av rotations- och översättningsrörelserna är tusentals gånger svagareatt själva allvar markbundna.
Det är dock känt att jordens centripetala acceleration spelar en mycket viktig roll: det gör haven ockupera ekvatorn, om planeten slutade rotera skulle de lämna regionen och migrera mot norr och Söder.
Se mer: Är det sant att vatten strömmar i olika riktningar beroende på varje halvklot?
Formel för centripetalacceleration
det finns mer än en formel används för att beräkna centripetal acceleration, känna till var och en:
v - hastighet
R - kurvans radie
Utöver detta finns det en centripetal accelerationsformel som kan beräknas i termer av hastighetvinkel-, ω, notera:
v - hastighet
R - kurvans radie
Centripetal kraft och centripetal acceleration
Precis som den kraft som härrör från translationella rörelser är centripetalkraften den resulterande kraften som verkar på en kropp och får den att rotera. Därför motsvarar denna kvantitet kroppens massa multiplicerad med centripetalacceleration. Därför centripetalkraft och centripetalacceleration är olika saker, eftersom centripetalkraft definieras av produkten av massa och centripetalacceleration.
Övningar på centripetal acceleration
Fråga 1) Ett fordon på 1000 kg rör sig vid 20 m / s på en cirkulär bana med en radie lika med 40 m. Kontrollera alternativet som anger centripetalacceleration som skickas till fordonet.
a) 5 m / s²
b) 1 m / s²
c) 10 m / s²
d) 8 m / s ^
e) 4 m / s ^
Respons: Bokstaven C
Upplösning:
Låt oss använda accelerationsformeln som relaterar hastighet till banans radie, kolla in den:
Enligt den beräkning som utförts var den centripetala accelerationen som bilen genomgick 10 m / s², vilket är det rätta alternativet bokstaven c.
Fråga 2) En racerförare går in i en höghastighetskurva och genomgår en centripetalacceleration på 15 m / s². Att veta att svängradien är 60 m, bestämma storleken på racerbilens vinkelhastighet i svängen.
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
Mall: Bokstaven C
Upplösning:
Låt oss beräkna vinkelhastigheten med hjälp av centripetalaccelerationsformeln nedan, så är det här:
Enligt ovanstående beräkning ändrar fordonet sin riktning med cirka 0,5 radian varje sekund. Enligt definitionen av radianer motsvarar detta cirka 28 ° varje sekund, så det rätta alternativet är bokstaven c.
Fråga 3) Bestäm centripetalacceleration för ett objekt som rör sig på en cirkulär bana med en radie lika med 4 m, med hänsyn till att detta objekt fullbordar en varv var fjärde sekund. (Använd π = 3.14).
a) 9,8 m / s ^
b) 8,7 m / s ^
c) 0,5 m / s ^
d) 6,0 m / s ^
e) 2,5 m / s ^
Respons: Bokstaven A
Upplösning:
För att beräkna objektets centripetala acceleration är det nödvändigt att känna till dess storlek skalarhastighet, eller till och med dess vinkelhastighet, i den meningen, låt oss få denna sekund hastighet. För att göra detta måste vi komma ihåg att varje fullständig varv motsvarar svepning av en vinkel lika med 2π rad och att det tar 4 s:
Baserat på det erhållna resultatet finner vi att den centripetala accelerationen som håller objektet på en cirkulär bana är cirka 9,8 m / s², så det rätta alternativet är bokstaven a.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-centripeta.htm
