Sådan beregnes centrifugalkraft

Studerende er ofte forvirret af udtrykket centrifugalkraft. Centrifugalkraft er ikke en faktisk kraft. Det kaldes en fiktiv eller tilsyneladende kraft, fordi vi opfatter det på grund af vores referenceramme, ikke fordi en faktisk styrke anvendes. For at holde et objekt bevæger sig på en cirkulær sti, er det nødvendigt at anvende en kraft mod midten af ​​cirklen; dette kaldes centripetal kraften. Hvis du er i en bil, der går gennem en kurve til venstre, skubber vejen bilen til venstre, som er mod midten af ​​kurven. Når bilsædet bevæger sig indad til venstre, føler du dig som om du bliver presset udad til højre. Faktisk er det bilens dør, der skubber dig, ikke du trykker på bildøren. Den kraft du føler er simpelthen inertiets modstand mod centripetalkraften. Hvis bilen går omkring en kurve med radius R med en hastighed v og den har en masse m, så er centripetalkraften mv ^ 2 /R og peger mod midten af ​​cirklen.

Centripetal Force

Mål objektets masse og mærket det m. For eksempel vejer en liter vand i en spand et kilo.

Mål kurvens radius og mærket det R. Antag, at en streng, der holder spanden, er en meter lang.

Bestem objektets hastighed og mærke den v. En objekts hastighed ændres, da den går rundt om en cirkel. Dens hastighed er lig med hvor stor dens hastighed er på et givet tidspunkt. Forestil dig at svinge skovlen, så den går rundt en gang pr. Sekund. Hastigheden vil være afstanden omkring cirklen, som er 2_pi_R divideret med et sekund: v = 2_pi_ (1 meter) /(1 sekund) = 6,28 meter pr. Sekund.

Beregn f_centripetal = mv ^ 2 /R : f_centripetal = (1 kilo) * (6,28 meter /sekund) ^ 2 /(1 meter) = 39,4 Newtons. Vi kan forestille os, at vandet skubbes mod bunden af ​​spanden med centrifugalkraft, men skubben skubber virkelig mod vandet for at holde det i en cirkel. Uden denne centripetale kraft vil vandet flyve ud i en retlinie, der er tangent til den cirkulære vej.

Tip

Husk ikke at forvirre centripetal og centrifugal. Husk, centripetalkraften er en reel kraft; centrifugalkraften er en tilsyneladende kraft.