Alla objekt som rör sig i en cirkel accelererar, även om hastigheten förblir densamma. Detta kan verka motsatt, eftersom hur kan du få acceleration utan att hastigheten ändras? Eftersom acceleration är hastigheten för hastighetsförändring och hastigheten inkluderar hastighet och rörelseriktningen är det omöjligt att ha cirkulär rörelse utan acceleration. Genom Newtons andra lag är varje acceleration ( a
) kopplad till en kraft ( F
) av F
\u003d ma och och i vid cirkulär rörelse kallas kraften i fråga centripetalkraften. Att arbeta med detta är en enkel process, men du kanske måste tänka på situationen på olika sätt beroende på vilken information du har.

TL; DR (för lång; läste inte)

Hitta centripetalkraften med formeln:

F

\u003d mv
^{2 / r och}

Här, F
refererar till kraften, m
är massan på objektet, v
är objektets tangentiella hastighet och r
är radien för cirkeln som den rör sig i. Om du vet källan till centripetalkraften (till exempel tyngdkraften), kan du hitta centripetalkraften med hjälp av ekvationen för den kraften.
Vad är centripetalkraft ?

Centripetalkraft är inte en kraft på samma sätt som gravitationskraft eller friktionskraft. Centripetalkraft existerar eftersom centripetalacceleration finns, men den fysiska orsaken till denna kraft kan variera beroende på den specifika situationen.

Betrakta jordens rörelse runt solen. Även om hastigheten på dess bana är konstant, ändrar den riktning kontinuerligt och har därför acceleration riktad mot solen. Denna acceleration måste orsakas av en kraft enligt Newtons första och andra rörelselag. När det gäller jordens omloppsbana är kraften som orsakar accelerationen gravitation.

Men om du svänger en boll på en sträng i en cirkel med konstant hastighet är kraften som orsakar accelerationen annorlunda. I detta fall kommer kraften från spänningen i strängen. Ett annat exempel är en bil med konstant hastighet men vrider i en cirkel. I detta fall är friktionen mellan bilens hjul och vägen källan till kraften.

Med andra ord finns centripetalkrafter, men den fysiska orsaken till dem beror på situationen.
Formel för Centripetal Force och Centripetal Acceleration -

Centripetal acceleration är namnet på accelerationen direkt mot mitten av cirkeln i cirkulär rörelse. Detta definieras av:

a

\u003d v
^{2 / r}

Där v
är objektets hastighet i linjen tangentiellt för cirkeln och r
är radien för cirkeln som det rör sig i. Tänk på vad som skulle hända om du svängde en boll ansluten till en sträng i en cirkel, men strängen bröt. Bollen skulle flyga i en rak linje från sin position på cirkeln när strängen bröt, och detta ger dig en uppfattning om vad v
betyder i ovanstående ekvation.

Eftersom Newtons andra lagen säger att kraft \u003d massa × acceleration, och vi har en ekvation för acceleration ovan, centripetalkraften måste vara:

F

\u003d mv
^{2 / r}

I denna ekvation hänvisar m
till massa.

Så för att hitta centripetalkraften, du behöver känna till objektets massa, radien för cirkeln det rör sig i och dess tangentiella hastighet. Använd ekvationen ovan för att hitta kraften baserad på dessa faktorer. Kvadratera hastigheten, multiplicera den med massan och dela sedan resultatet med cirkelns radie.

Tips