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속도가 동일하게 유지 되더라도 원형으로 움직이는 물체는 가속됩니다. 속도를 바꾸지 않고 어떻게 가속을 할 수 있습니까? 실제로 가속은 속도의 변화 속도이고 속도는 속도와 운동 방향을 포함하기 때문에 가속없이 원형 운동을하는 것은 불가능합니다. 뉴턴의 제 2 법칙에 따르면에이)는 힘 (에프) 으로, ~에 의하여 에프 = 엄마원 운동의 경우, 문제의 힘을 구심력이라고합니다. 이를 해결하는 것은 간단한 과정이지만 정보에 따라 상황에 대해 다른 방식으로 생각해야 할 수도 있습니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
다음 공식을 사용하여 구심력을 찾으십시오.
에프 = mv2 / 아르 자형
이리, 에프 힘을 참조 엠 물체의 질량 V 물체의 접선 속도 아르 자형 구심력의 원천 (예 : 중력)을 알고 있다면 그 힘에 대한 방정식을 사용하여 구심력을 찾을 수 있습니다.
구심력이란 무엇입니까?
구심력은 중력 또는 마찰력과 같은 방식의 힘이 아닙니다. 구심력 가속이 존재하기 때문에 구심력이 존재하지만이 힘의 물리적 원인은 특정 상황에 따라 다를 수 있습니다.
태양 주위의 지구 운동을 고려하십시오. 궤도의 속도는 일정하지만 방향이 계속 바뀌므로 태양을 향한 가속도가 있습니다. 이 가속은 뉴턴의 제 1 및 제 2 운동 법칙에 따라 힘에 의해 발생해야합니다. 지구 궤도의 경우 가속을 일으키는 힘은 중력입니다.
그러나 일정한 속도로 원의 줄에서 공을 스윙하면 가속을 일으키는 힘이 다릅니다. 이 경우 힘은 줄의 장력에서 비롯됩니다. 또 다른 예는 일정한 속도를 유지하면서 원을 그리며 회전하는 자동차입니다. 이 경우 자동차 바퀴와 도로 사이의 마찰이 힘의 원천입니다.
다시 말해 구심력이 존재하지만 그 원인은 상황에 따라 다릅니다.
구심력 및 구심 가속에 대한 공식
구심 가속도는 원 운동에서 원의 중심을 향한 가속도의 이름입니다. 이것은 다음에 의해 정의됩니다.
에이 = V2 / 아르 자형
어디 V 원에 접하는 선에서 객체의 속도입니다. 아르 자형 이동하는 원의 반지름입니다. 원의 줄에 연결된 공을 스윙 할 때 어떻게 될지 생각해보십시오. 줄이 끊어졌을 때 공은 원의 위치에서 직선으로 날아 가게됩니다. V 위의 방정식에서 의미합니다.
뉴턴의 제 2 법칙에 따르면 힘 = 질량 × 가속도를 나타내며 가속도에 대한 방정식이 있으므로 구심력은 다음과 같아야합니다.
에프 = mv2 / 아르 자형
이 방정식에서 엠 질량을 말합니다.
따라서 구심력을 찾으려면 물체의 질량, 이동하는 원의 반지름 및 접선 속도를 알아야합니다. 위의 방정식을 사용하여 이러한 요인을 기반으로 힘을 찾으십시오. 속도를 제곱하고 질량을 곱한 다음 결과를 원의 반지름으로 나눕니다.
팁
불완전한 정보로 구심력 찾기
위 방정식에 필요한 모든 정보가 없으면 구심력을 찾는 것이 불가능한 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 상황에 대해 생각하면 종종 힘이 무엇인지 알아낼 수 있습니다.
예를 들어, 별을 공전하는 행성이나 행성을 공전하는 달에 작용하는 구심력을 찾으려고하면 구심력이 중력에서 비롯된 것입니다. 즉, 중력에 대한 일반 방정식을 사용하여 접선 속도없이 구심력을 찾을 수 있습니다.
에프 = 흠1엠2 / 아르 자형2
어디 엠1 과 엠2 대중, 지 중력 상수이며 아르 자형 두 덩어리 사이의 분리입니다.
반지름이없는 구심력을 계산하려면 추가 정보 (반지름과 관련된 원의 원주)가 필요합니다. 씨 = 2π_r, 예를 들어) 또는 구심 가속도의 값. 구심 가속도를 알고 있다면 뉴턴의 제 2 법칙 _F를 사용하여 구심력을 직접 계산할 수 있습니다. = 엄마.