Forklar, hvorfor en centripetalkraft ikke fungerer på cirkulært bevægende objekt?

Forståelse af arbejde og energi

* arbejde: Arbejdet udføres, når en kraft forårsager en forskydning i styrken. Matematisk er arbejde (W):

* W =f * d * cos (θ)

* Hvor F er kraften, er D forskydningen, og θ er vinklen mellem kraften og forskydningen.

* Energi: Arbejde er relateret til energi. Når arbejdet udføres på et objekt, ændres dens energi.

centripetal kraft og cirkulær bevægelse

* retning af centripetal kraft: Centripetalkraft peger altid mod midten af ​​cirklen. Det er den kraft, der holder objektet i bevægelse i en cirkulær sti, hvilket forhindrer, at det bevæger sig i en lige linje.

* forskydningsretning: Fortrængningen af ​​et objekt, der bevæger sig i en cirkel, er altid tangent til cirklen på ethvert givet tidspunkt.

Hvorfor arbejde er nul

1. vinkelret kraft og forskydning: Da centripetalkraften virker mod midten, og forskydningen er tangentiel, er kraften og forskydningen altid vinkelret på hinanden.

2. kosinus på 90 grader: Kosinus på 90 grader er 0. Derfor er det arbejde, der udføres af centripetalkraften:

* W =f * d * cos (90 °) =f * d * 0 =0

Key Takeaway: Centripetalkraften ændrer retningen af ​​objektets hastighed, men det ændrer ikke objektets hastighed. Da der ikke er nogen ændring i hastighed, er der ingen ændring i objektets kinetiske energi, og derfor udføres intet arbejde af den centripetale kraft.