Nguvu ya kati: ni nini na inafanya kazi vipi?

Nguvu ya kati: ni nini na inafanya kazi vipi?
Nguvu ya kati: ni nini na inafanya kazi vipi?
Anonim

Kama unavyojua, ni kawaida kwa mwili wowote kudumisha hali yake ya kupumzika au mwendo sawa wa mstatili hadi utakapoathiriwa na kitu chochote kutoka nje. Nguvu ya centrifugal sio chochote lakini udhihirisho wa sheria hii ya ulimwengu ya hali. Katika maisha yetu, hupatikana mara nyingi sana hivi kwamba hatuitambui na kuitikia katika kiwango cha fahamu.

nguvu ya centrifugal
nguvu ya centrifugal

dhana

Nguvu ya katikati ni aina ya ushawishi ambao sehemu ya kimwili inayo juu ya kani zinazozuia uhuru wa harakati zake na kuilazimisha kusonga kwa mkunjo ikilinganishwa na mwili unaoiunganisha. Kwa kuwa vekta ya uhamishaji wa mwili kama huo inabadilika kila wakati, hata ikiwa kasi yake kamili inabaki bila kubadilika, thamani ya kuongeza kasi haitakuwa sifuri. Kwa hiyo, kutokana na sheria ya pili ya Newton, ambayo huanzisha utegemezi wa nguvu juu ya wingi na kuongeza kasi ya mwili, nakuna nguvu ya centrifugal. Sasa hebu tukumbuke sheria ya tatu ya mwanafizikia maarufu wa Kiingereza. Kulingana na yeye, kwa asili, nguvu zipo kwa jozi, ambayo ina maana kwamba nguvu ya centrifugal lazima iwe na usawa na kitu. Hakika, lazima kuwe na kitu ambacho huweka mwili kwenye trajectory yake ya curvilinear! Ndivyo ilivyo, sanjari na nguvu ya katikati, nguvu ya katikati pia hufanya kazi kwenye kitu kinachozunguka. Tofauti kati yao ni kwamba ya kwanza imeshikamana na mwili, na ya pili - kwa uhusiano wake na hatua ambayo mzunguko unafanyika.

hatua ya nguvu ya centrifugal
hatua ya nguvu ya centrifugal

Ambapo kitendo cha nguvu ya katikati kinaonyeshwa

Inafaa kufungulia mzigo mdogo ambao umefungwa kwa kamba kwa mkono, mara tu mvutano wa twine unapoanza kuhisiwa. Ikiwa hapakuwa na nguvu ya elastic, athari ya nguvu ya centrifugal ingesababisha kukatika kwa kamba. Kila wakati tunaposonga kwenye njia ya mviringo (baiskeli, gari, tramu, nk), tunasukumwa kwa mwelekeo tofauti kutoka kwa zamu. Kwa hiyo, kwenye nyimbo za kasi ya juu, kwenye sehemu zilizo na zamu kali, wimbo una mteremko maalum ili kutoa utulivu mkubwa kwa washindani wa mashindano. Hebu tuchunguze mfano mwingine wa kuvutia. Kwa kuwa sayari yetu inazunguka mhimili wake, nguvu ya centrifugal hufanya kazi kwa vitu vyovyote vilivyo juu ya uso wake. Matokeo yake, mambo yanakuwa rahisi kidogo. Ikiwa unachukua uzito wa kilo 1 na kuihamisha kutoka kwa pole hadi kwenye ikweta, basi uzito wake utapungua kwa gramu 5. Kwa maadili duni kama haya, hali hii inaonekana kuwa ndogo. Walakini, kwa kuongezeka kwa uzito, tofauti hii huongezeka. Kwa mfano,locomotive ya mvuke inayofika Odessa kutoka Arkhangelsk itakuwa nyepesi kwa kilo 60, na meli ya vita yenye uzito wa tani 20,000, ambayo imesafiri kutoka Bahari Nyeupe hadi Bahari Nyeusi, itakuwa nyepesi tani 80! Kwa nini haya yanatokea?

ukubwa wa nguvu centrifugal
ukubwa wa nguvu centrifugal

Kwa sababu nguvu ya katikati inayotokana na mzunguko wa sayari yetu huwa na kutawanya kila kitu kilicho juu yake kutoka kwenye uso wa Dunia. Ni nini huamua thamani ya nguvu ya centrifugal? Tena, kumbuka sheria ya pili ya Newton. Parameter ya kwanza inayoathiri ukubwa wa nguvu ya centrifugal, bila shaka, ni wingi wa mwili unaozunguka. Na parameter ya pili ni kuongeza kasi, ambayo katika mwendo wa curvilinear inategemea kasi ya mzunguko na radius iliyoelezwa na mwili. Utegemezi huu unaweza kuonyeshwa kama fomula: a=v2/R. Inageuka: F=mv2/R. Wanasayansi wamehesabu kwamba ikiwa Dunia yetu ingezunguka mara 17 haraka, basi kungekuwa na uzito kwenye ikweta, na ikiwa mapinduzi kamili yangefanyika kwa saa moja tu, basi kupoteza uzito kungesikika sio tu kwenye ikweta, bali pia katika bahari zote. na nchi zilizo karibu nayo.

Ilipendekeza: