Mallijuna, jonka massa on 4 kg, liikkuu pyöreällä radalla, jonka säde on 3 m. Jos junan kineettinen energia muuttuu 12 J: stä 48 J: een, kuinka paljon raitojen kohdistama sentrifuusivoima muuttuu?

Vastaus:

Centripetal-voima muuttuu # 8N # että # 32N #

Selitys:

Kineettinen energia # K # massaa olevan kohteen # M # liikkuu nopeudella # V # on antanut # 1 / 2mV ^ 2 #. Kun kineettinen energia kasvaa #48/12=4# kertaa nopeus kaksinkertaistuu.

Aloitusnopeus annetaan # V = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 # ja siitä tulee # 2sqrt6 # kineettisen energian nousun jälkeen.

Kun objekti liikkuu pyöreällä polulla vakionopeudella, se saa aikaan sentripetaalisen voiman # F = mv ^ 2 / r #, missä: # F # on sentripetaalivoima, # M # on massa, # V # on nopeus ja # R # on pyöreän polun säde. Koska massassa ja sädessä ei ole muutosta ja sentripetaalinen voima on myös verrannollinen nopeuden neliöön, Centripetal-voima on alussa # 4xx (sqrt6) ^ 2/3 # tai # 8N # ja tämä tulee # 4xx (2sqrt6) ^ 2/3 # tai # 32N #.

Tästä syystä sentripetinen voima muuttuu # 8N # että # 32N #

Mallijuna, jonka massa on 5 kg, liikkuu pyöreällä radalla, jonka säde on 9 m. Jos junan kierrosnopeus muuttuu 4 Hz: stä 5 Hz: iin, kuinka paljon raitojen kohdistama sentrifuusivoima muuttuu?

Katso alla: Mielestäni paras tapa tehdä tämä on selvittää, miten kiertoajanjakso muuttuu: Aika ja taajuus ovat toistensa vastavuoroisia: f = 1 / (T) Niinpä junan kiertoaika vaihtelee 0,25: stä sekuntia - 0,2 sekuntia. Kun taajuus kasvaa. (Meillä on enemmän kierrosta sekunnissa) Junan täytyy kuitenkin kattaa koko ympyrän kehän etäisyys. Piirin ympärysmitta: 18pi metriä Nopeus = etäisyys / aika (18pi) /0.25= 226.19 ms ^ -1, kun taajuus on 4 Hz (aikajakso = 0,25 s) (18pi) /0.2=282.74 ms ^ -1, kun taajuus on 5 Hz . (aikajakso = 0,2 s) Sitten v

Mallijuna, jonka massa on 3 kg, kulkee raitaa pitkin 12 (cm) / s. Jos radan kaarevuus muuttuu 4 cm: stä 18 cm: n säteestä, kuinka paljon raitojen kohdistama sentrifuusivoima muuttuu?

= 84000 dyne Anna junan massa = 3kg = 3000 g Junan nopeus v = 12cm / s Ensimmäisen radan säde r_1 = 4cm Toisen radan säde r_2 = 18cm tiedämme keskipakovoiman = (mv ^ 2) / r Vähennys voimaa tässä tapauksessa (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

Mallijuna, jonka massa on 3 kg, liikkuu pyöreällä radalla, jonka säde on 1 m. Jos junan kineettinen energia muuttuu 21 j: stä 36 j: iin, kuinka paljon raitojen kohdistama sentrifuusivoima muuttuu?

Jotta se olisi yksinkertainen, voit selvittää kineettisen energian ja sentripetaalivoiman suhdetta tiedämme: Tiedämme: "K.E." = 1 / 2momega ^ 2r ^ 2 ja "sentripetalvoima" = momega ^ 2r "K.E" = 1 / 2xx "sentripetalvo" xxr Huomaa, r pysyy vakiona prosessin aikana. Täten Delta "sentripetaalinen voima" = (2Delta "K.E.") / R = (2 (36-21) J) / (1 m) = 30N