Förstå koncepten
* Centripetal Force: Kraften som verkar mot mitten av en cirkulär väg och håller ett föremål rörande i den cirkeln. Utan centripetalkraft skulle ett objekt flyga i en rak linje (Newtons första lag).
* centrifugalkraft: Detta är den uppenbara yttre kraften som ett objekt upplever när man rör sig i en cirkulär väg. Det är inte en verklig kraft i den meningen att det inte finns något objekt som drar eller trycker på det direkt. Det är en konsekvens av tröghet (ett objekts tendens att motstå förändringar i dess rörelse).
härledning
1. Tänk på installationen: Föreställ dig ett föremål för massa 'm' som rör sig i en cirkel av radie 'r' med en konstant hastighet 'V'.
2. Fokusera på accelerationen: Objektets hastighet ändrar riktning konstant, även om dess hastighet är konstant. Detta innebär att den har en acceleration, kallad centripetalacceleration, riktad mot cirkelns centrum.
3. Beräkna centripetalacceleration:
* Objektets förändring i hastighet (ΔV) är skillnaden mellan dess hastighetsvektorer vid två punkter i dess cirkulära väg.
* Eftersom hastighetsvektorerna har samma storlek men olika riktningar är ΔV ungefär lika med båglängden på den cirkulära banan som körs under ett litet tidsintervall ΔT, dividerat med ΔT.
* Denna båglängd är ungefär lika med radien (r) multiplicerad med vinkeln (θ) underlagd av bågen, som också är ungefär lika med VΔT/r.
* Därför ΔV ≈ (vΔt/r)
* Centripetal Acceleration (AC) definieras som ΔV/ΔT, så AC ≈ (VΔT/R)/ΔT =V²/R.
4. RELATE CENTRIPETAL ACCELERATION TILL FRAKT: Newtons andra rörelselag säger att kraft (f) är lika med massan (m) tidsacceleration (a). I detta fall kallas kraften som orsakar centripetalaccelerationen centripetalkraften (FC):
* Fc =m * ac
* Fc =m * (v²/r)
5. centrifugalkraft: Även om det inte finns någon verklig yttre kraft som verkar på objektet, skapar objektets tendens att röra sig i en rak linje (tröghet) en uppenbar yttre kraft, som vi kallar centrifugalkraften. Denna kraft är lika i storlek och motsatt i riktning till centripetalkraften:
* FC (Centrifugal) =M * (V²/R)
Nyckelpunkter
* centrifugalkraft är inte en verklig kraft: Det är en konsekvens av tröghet och objektets tendens att röra sig i en rak linje.
* Centripetal Force är den verkliga kraften: Det är kraften som verkar mot mitten av cirkeln och håller föremålet rör sig i en cirkulär stig.
* Formeln fc =m * (v²/r) gäller både centripetal- och centrifugalkrafter. Skillnaden är i riktning mot kraften. Centripetal Force pekar inåt, medan centrifugalkraften pekar utåt.
Exempel
Föreställ dig en bil som rundar en kurva. Friktionen mellan däcken och vägen ger den centripetala kraften som håller bilen att röra sig i en cirkel. Du kanske känner en uppenbar kraft som driver dig utåt, detta är centrifugalkraften.
