İçerik
- Santrifüjlü Hızlanma Gibi Bir Şey Yok
- İpuçları
- Hızlı Bir Özet
- Santripetal Hızlanma ve Kuvvetlerin Hesaplanması
- Peki neden merkezkaç kuvveti yok?
- Bir Santrifüj Kuvveti Hesaplayıcısı Gerçekten Ne Yapar?
Muhtemelen, aniden yol eğrileri bırakıldığında ve virajın ters yönünde, sağa doğru itilmiş gibi hissettiğinizde, otoyoldan aşağı inmeyi deneyimlediniz. Bu, birçok insanın “merkezkaç kuvveti” olarak adlandırdığı ve ne düşündüğü hakkında yaygın bir örnektir. Bu "kuvvete" yanlışlıkla merkezkaç kuvveti denir, ancak aslında böyle bir şey yoktur!
Santrifüjlü Hızlanma Gibi Bir Şey Yok
Tekdüze dairesel bir hareketle hareket eden nesneler, nesneyi mükemmel dairesel hareket halinde tutan kuvvetleri deneyimlemektedir; bu, kuvvetlerin toplamının merkeze doğru yönlendirildiği anlamına gelir. İpteki gerilim gibi tek bir kuvvet merkezcil kuvvet örneğidir, ancak diğer kuvvetler de bu rolü yerine getirebilir. İpteki gerilim, tekdüze dairesel harekete neden olan merkezcil bir kuvvetle sonuçlanır. Muhtemelen, hesaplamak istediğiniz budur.
İlk önce merkezcil ivmenin ne olduğunu ve nasıl hesaplanacağını ve merkezcil kuvvetlerin nasıl hesaplanacağını deneyelim. O zaman neden merkezkaç kuvveti olmadığını anlayacağız.
İpuçları
Hızlı Bir Özet
Merkezcil kuvveti ve ivmeyi anlamak için, bazı kelimeleri hatırlamakta fayda olabilir. İlk olarak, hız bir nesnenin hareket hızını ve yönünü tanımlayan bir vektördür. Daha sonra, hız değişiyorsa veya başka bir deyişle nesnenin hızı veya yönü zamanın bir fonksiyonu olarak değişiyorsa, aynı zamanda bir ivmeye sahiptir.
Özel bir iki boyutlu hareket vakası, bir nesnenin merkezi, sabit bir nokta etrafında sabit açısal hızla hareket ettiği tekdüze dairesel harekettir.
Dikkat cismin bir sabiti olduğunu söyledik hız, Ama değil hız, çünkü nesne sürekli yönleri değiştirir. Bu nedenle, nesnenin iki ivme bileşeni vardır: nesnenin hareket yönüne paralel olan teğetsel ivme ve dik olan merkezcil ivme.
Hareket tekdüze ise, teğetsel ivmenin büyüklüğü sıfırdır ve merkezcil ivmenin sabit, sıfır olmayan bir büyüklüğü vardır. Merkezcil ivmeye neden olan kuvvet (veya kuvvetler), merkeze doğru da içe dönük merkezcil güçtür.
Bu kuvvet, Yunancadan “merkez arayışı” anlamında, nesnenin merkez etrafında tekdüze dairesel bir yoldan dönmesinden sorumludur.
Santripetal Hızlanma ve Kuvvetlerin Hesaplanması
Bir cismin merkezcil ivmesi, bir = v2/ R,, nerede v nesnenin hızı ve R, döndüğü yarıçaptır. Ancak, bu miktar çıkıyor F = anne = mv2/ R, gerçekte bir güç değildir, ancak dairesel harekete neden olan kuvveti veya kuvvetleri merkezcil ivme ile ilişkilendirmenize yardımcı olmak için kullanılabilir.
Peki neden merkezkaç kuvveti yok?
Haydi merkezkaç kuvveti gibi bir şey veya merkezcil kuvvete eşit ve zıt bir kuvvet varmış gibi davranalım. Öyle olsaydı, iki güç birbirini iptal ederdi, bu da nesnenin dairesel bir yolda hareket etmeyeceği anlamına geliyordu. Mevcut olan diğer herhangi bir kuvvet, nesneyi başka bir yöne veya düz bir çizgide iter, ancak her zaman eşit ve zıt bir merkezkaç kuvveti olsaydı, dairesel bir hareket olmazdı.
Peki, yoldaki bir eğri etrafında dolaşırken ve diğer merkezkaç kuvveti örneklerinde hissettiğiniz hissi ne olacak? Bu "kuvvet" aslında bir atalet sonucudur: vücudunuz düz bir çizgide hareket etmeye devam eder ve araba sizi eğrinin etrafında iter, bu yüzden arabaya eğrinin ters yönünde bastırılıyormuş gibi hissederiz.
Bir Santrifüj Kuvveti Hesaplayıcısı Gerçekten Ne Yapar?
Bir merkezkaç kuvveti hesap makinesi temelde merkezcil ivmelenme formülünü (gerçek bir olguyu tarif eder) alır ve görünür (ancak nihayet hayali) merkezkaç kuvvetini tanımlamak için kuvvet yönünü tersine çevirir. Çoğu durumda bunu yapmaya gerek yoktur, çünkü fiziksel durumun gerçekliğini tanımlamaz, sadece ataletsiz bir referans çerçevesindeki görünür durumu tanımlar (örneğin, dönen otomobilin içindeki birisinin perspektifinden).