求心加速度の原因:知っておくべき7つの事実

求心力は「中心探索」を意味するため、円を描くように動くアイテムが感じる力は求心力と呼ばれます。

求心加速度は求心力によってもたらされます。 太陽の周りの地球の自転を除いて、天体の周りの衛星の円運動は、それらの相互の引力によって作成された求心力によって引き起こされます。

例として、人がロープから吊り下げられたボールを頭上で水平に回転させると、ロープは手と腕の筋肉によって生成された求心力を伝達し、ボールを円を描くように動かします。

円運動の特別な状況で移動した距離は、円の円周、つまり2rに等しくなります。ここで、rは円の半径であり、数学定数です。 期間は文字Tで表されます。これは、オブジェクトがそれ自体の円形ルートのXNUMX回転を完了するのにかかる時間です。

「求心加速度」画像クレジット: ウィキメディア

求心加速度とは何ですか?

速度のシフトは加速度として知られています。 では、一定の速度で円を描いて移動するものは、どのように加速を経験するのでしょうか。 ただし、速度と速度はまったく同じではありません。 速度は単にあなたがどれだけ速く動いているかです。

方向性がないため、スカラーです。 一方、あなたの速度と方向はあなたの速度です。 方向性があり、ベクトルになります。 例として、3 mphは速度ですが、3mph南は速度です。

円を描いて移動するオブジェクトの方向は連続的に変化し、その速度も変化します。 さらに、オブジェクトの速度が変化するときはいつでも、たとえ両方ではなく一方向だけであっても、そのオブジェクトはスピードアップしている必要があります。

求心加速の事実の原因は何ですか?

均一な円運動を考慮に入れると、速度とアイテムと中心の間の分離が変化せず、 求心加速 定数も。

円運動が発生する経路の半径に基本的に接続されていると主張されている半径ベクトルは、留意すべき要素のXNUMXつです。 ベクトルは、この半径に沿って内向きに向けられた求心加速度です。

求心加速度には依存関係があり、それに依存するXNUMXつの主な要因は、運動中のオブジェクトの接線速度と角速度です。

均一な円運動を考えると、求心力 加速 定数ベクトルとは見なされません。 その理由は、中心で動いている物体間の速度と間隔が常に一定のままであるためです。

ベクトル、または半径ベクトルは、円運動の半径に対応します。 ベクトルは、この半径に沿った求心加速度の方向を表します。 したがって、それは内部です。

ここで、rは半径、vは接線速度、acは求心加速度と見なされます。 求心加速度は、ベクトル形式で負の符号を持つことがよくあります。

求心性の加速の原因は何ですか?

一般的な力は求心性の加速を引き起こします。 これは、スイングボール(またはテザーボール)のゲームの弦の張力です。

それは衛星の重力の引きです。 車と旋回の間に存在する力は摩擦力であり、ブリッジ力とも呼ばれます。

その力を取り除くと、オブジェクトは円に垂直な直線経路で移動し続けます。これにより、求心加速度もなくなります。

求心加速度の原因
「スイングボール」画像クレジット: ウィキメディア

求心加速度に影響を与える要因は何ですか?

円を描くように物体を動かすのに必要な力の種類は、求心力と見なされます。 求心力に影響を与える主にXNUMXつの要因があり、与えられたとおりです。 その速度; 円の半径。

一定の接線速度と円軌道半径では、求心力は物体の質量に直線的に比例します。

スロープ=F/m=v²/r

円形のパスとオブジェクトの質量の一定の半径では、求心力は接線のXNUMX乗に正比例します 速度。

スロープ=F/v²=m/ r

F=mv²/r

一定の接線速度と物体の質量では、求心力は 半径 円形のパスの。

勾配=Fr=mv²

コインがターンテーブルに対して静止している場合、どのような力が求心性の加速を引き起こしますか?

コインとターンテーブルの間に存在する静止摩擦力は、主にコインとターンテーブルが互いに静止しているときに存在し、システムを動かす求心加速度を生成します。

曲がる車の求心加速度を引き起こす力は何ですか?

一般に、タイヤと道路の間には摩擦力と呼ばれる力があり、これが車が円を描くように動く唯一の理由です。 十分な摩擦がない場合、自動車はより大きな半径のカーブで移動し、道路から外れます。

特定のバンクカーブを実行している特定の車に焦点を当てるとします。 車の質量と回転半径が固定されているため、車を回転させるのに必要な求心力(mv2/ r)その速度に依存します。 速度が速いと求心力が大きくなり、速度が遅いと求心力が小さくなります。

算術パターンに従うと、車が回転するのに必要な求心力の量は与えられたとおりになります(法線力の水平成分= mgtanθ)は固定されます(車の質量とバンク角は固定レートであるため) 。 したがって、車を回転させるのに必要な求心力が道路によって生成される求心力と一致する速度を発見したことは理にかなっています。

車両を下向きに引っ張る車の重量mgと、車両を上向きに押す道路によって引き起こされる垂直抗力Nは、車両が水平な(バンクされていない)表面にあるときに車両に作用する力です。

これらの力のどちらにも水平方向の成分はなく、どちらも垂直方向に作用します。 摩擦がなければ、車を円運動させるのに必要な求心力を発生させる力はありません。 車両は回転できません。

一方、車がバンクターンしている場合、常に道路の表面に垂直である法線力は垂直ではなくなります。

必要な求心力がすでに存在する力と等しくなるように、車は適切な速度で移動する必要がありますが、それは可能です。 完全に滑らかな氷の上でも、適切な速度で運転すれば、車はバンクカーブを安全にナビゲートできます。

「車の加速」画像クレジット: ウィキメディア

水素原子の電子の求心加速の原因は何ですか?

負と正の電荷が存在し、電子の場合は負の電荷であり、原子核の場合は正の電荷です。 電子が原子核の周りを回転するのに必要な求心力は、この静電力によって提供されます。

「水素原子」画像クレジット: ウィキメディア

まとめ

求心加速度には大きさがあり、この大きさは接線速度と角速度に直接依存します。 これらすべての事実を念頭に置いて、求心性の加速は他のいくつかの要因によって引き起こされていると結論付けることができますが、これらのXNUMXつの要因も同様です。 また、求心加速度はスカラー数と見なされます。

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