Законы кругового движения и типы центростремительной силы

Круговое движение считается одним из самых важных движений во Вселенной, таким как движение Земли вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, в соответствии со вторым законом Ньютона. Когда сила действует на тело, движущееся с одинаковой скоростью , оно приобретает ускорение .

Принцип кругового движения

Если направление действующей силы совпадает с направлением движения , скорость движущегося объекта увеличивается, направление движения не меняется.

Пример : когда мотоциклист накачивает больше топлива, на мотоцикл действует сила в том же направлении движения, и он ускоряется или увеличивает скорость .

Если направление действующей силы противоположно направлению движения, скорость движущегося объекта уменьшается, направление движения не изменяется.

Пример : когда мотоциклист нажимает на тормоз, на мотоцикл действует сила, противоположная направлению движения, и он замедляет или уменьшает скорость .

Если направление действующей силы перпендикулярно направлению движения , скорость движущегося объекта остается неизменной, направление движения изменяется.

Пример : когда мотоциклист наклоняется вправо или влево, создается сила, перпендикулярная направлению движения, вызывающая изменение направления движения, так что мотоцикл движется по круговой траектории.

Чтобы объект двигался равномерно по кругу, на него должна действовать сила, перпендикулярная его пути к центру круга, которая называется центростремительной силой.

Равномерное круговое движение — это движение тела по круговой траектории с постоянной скоростью и изменяемым направлением. Центростремительная сила — это сила, непрерывно действующая в направлении, нормальном к движению тела, изменяющая его прямую траекторию на круговую траекторию.

Типы центростремительной силы

Центростремительная сила — это сила, которая действует постоянно перпендикулярно траектории движущегося тела, заставляя его двигаться по круговой траектории. Из этих сил:

Сила натяжения (F _T )

При натяжении тела за веревку или проволоку возникает сила натяжения. Если эта сила натяжения перпендикулярна направлению движения тела, движущегося с постоянной скоростью , эта сила заставляет тело двигаться по круговой траектории. Это означает что сила натяжения может вести себя как центростремительная сила.

Гравитационная сила (F _G )

Между Солнцем и Землей существует сила притяжения в направлении, перпендикулярном пути Земли. Эта сила заставляет Землю двигаться по круговой траектории вокруг Солнца. Это означает, что гравитационная сила может вести себя как центростремительная сила.

Сила трения (F _f )

Когда автомобиль поворачивает по круговой траектории или кривой, возникает сила трения между дорогой и шинами автомобиля. Эта сила действует нормально по направлению движения автомобиля к центру круга, заставляя автомобиль двигаться по кривой. path, Это означает, что сила трения может вести себя как центростремительная сила.

Сила реакции (F _N )

Когда автомобиль движется по круговой траектории, наклоненной к горизонтали, на него действует ряд сил:

Сила реакции: она всегда действует нормально по отношению к автомобилю. Разделяя эту реакцию на две составляющие, горизонтальная составляющая действует по направлению к центру круга и помогает машине двигаться по изогнутой траектории.

Сила трения: ее горизонтальная составляющая также действует по направлению к центру круга и помогает автомобилю двигаться по кривой.

Это означает , что центростремительная сила является суммой двух компонентов одной из реакционной силы и другой силы трения в направлении центра вращения.

Подъемная сила (F _L )

Подъемная сила действует нормально к корпусу самолета. Когда самолет наклоняется, горизонтальные компоненты действуют нормально по отношению к движению плоскости к центру круга, заставляя самолет поворачиваться по кривой. Это означает, что горизонтальная составляющая подъемной силы на самолет действует как центростремительная сила.