Aby to bolo jednoduché, zistite vzťah kinetickej energie a dostredivej sily s vecami, ktoré poznáme:
Vieme:
a
Z toho dôvodu,
Poznámka,
Z toho dôvodu,
Na kruhovej dráhe s polomerom 9 m sa pohybuje modelový vlak s hmotnosťou 5 kg. Ak sa rýchlosť otáčania vlaku zmení z 4 Hz na 5 Hz, koľko sa zmení centrietálna sila pôsobiaca na koľajnice?
Pozri nižšie: Myslím si, že najlepší spôsob, ako to dosiahnuť, je zistiť, ako sa mení časové obdobie rotácie: Obdobie a frekvencia sú navzájom recipročné: f = 1 / (T) Takže časové obdobie rotácie vlaku sa mení z 0,25 sekúnd až 0,2 sekundy. Keď sa frekvencia zvyšuje. (Máme viac otáčok za sekundu) Avšak vlak musí stále pokrývať celú vzdialenosť obvodu kruhovej dráhy. Obvod kruhu: 18 metrov metrov Rýchlosť = vzdialenosť / čas (18pi) /0.25= 226,19 ms ^ -1 pri frekvencii 4 Hz (časové obdobie = 0,25 s) (18pi) /0,2=282,74
Na kruhovej dráhe s polomerom 3 m sa pohybuje modelový vlak s hmotnosťou 4 kg. Ak sa kinetická energia vlaku zmení z 12 J na 48 J, o koľko sa zmení dostredivá sila pôsobiaca na koľaje?
Zmeny centrálnej sily z 8N na 32N Kinetická energia K objektu s hmotnosťou m pohybujúcou sa rýchlosťou v je daná hodnotou 1 / 2mv ^ 2. Keď sa Kinetická energia zvyšuje 48/12 = 4-krát, rýchlosť sa zdvojnásobí. Počiatočná rýchlosť bude daná v = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 a po zvýšení kinetickej energie sa stane 2sqrt6. Keď sa objekt pohybuje v kruhovej dráhe konštantnou rýchlosťou, zažije dostredivú silu, ktorá je daná F = mv ^ 2 / r, kde: F je dostredivá sila, m je hmotnosť, v je rýchlosť a r je polome
Modelový vlak s hmotnosťou 3 kg sa pohybuje pozdĺž dráhy vo vzdialenosti 12 (cm) / s. Ak sa zakrivenie dráhy zmení z polomeru 4 cm na 18 cm, koľko sa musí zmeniť dostredivá sila pôsobiaca na koľajnice?
= 84000 dyne Nech hmotnosť vlaku m = 3kg = 3000 g Rýchlosť vlaku v = 12cm / s Polomer prvej dráhy r_1 = 4cm Polomer Druhej dráhy r_2 = 18cm poznáme odstredivú silu = (mv ^ 2) / r Zmenšenie sila v tomto prípade (mv ^ 2) / r_1- (mv ^ 2) / r_2 = (mv ^ 2) (1 / r_1-1 / r_2) = 310 ^ 3 * 12 ^ 2 (1 / 4-1 / 18 ) = 12000 (9-2) = 84000 #dyne