ANG BILIS NG CENTRIPETAL: KAHULUGAN, FORMULA, PAGKALKULA, PAGSASANAY - PISIKAL - 2026

Ang sentripetal na pagbilis ng isang _c , na tinatawag ding radial o normal, ay ang pagpabilis na dinadala ng isang gumagalaw na bagay kapag naglalarawan ito ng isang pabilog na landas. Ang magnitude nito ay v ² / r, kung saan r ang radius ng bilog, ito ay nakadirekta patungo sa gitna nito at responsable sa pagpapanatili ng mobile sa kanyang paraan.

Ang mga sukat ng pagpapabilis ng sentripetal ay haba sa bawat yunit na parisukat. Sa International System sila m / s ² . Kung sa ilang kadahilanan ang pagbilis ng sentripetal, nawala din ang puwersa na pinipilit ang mobile na mapanatili ang pabilog na landas.

Ang mga umiikot na bagay ay may bilis ng sentripetal, na nakadirekta patungo sa gitna ng landas. Pinagmulan: Pixabay

Ito ang nangyayari sa isang kotse na sumusubok na sulok sa isang patag, subo ng ligaw, kung saan ang alitan sa pagitan ng lupa at ang mga gulong ay hindi sapat para sa sasakyan sa sulok. Samakatuwid ang tanging posibilidad na nananatili ay ang paglipat sa isang tuwid na linya at iyon ang dahilan kung bakit lumabas ito sa curve.

Mga paggalaw ng pabilog

Kung ang isang bagay ay gumagalaw sa isang bilog, sa lahat ng oras na ang bilis ng sentripetal ay nakadirekta sa radyo patungo sa gitna ng circumference, isang direksyon na patayo sa landas na sinusundan.

Dahil ang tulin ay palaging nakadidilim sa landas, kung gayon ang bilis at sentripetal na pagpabilis ay magiging patayo. Samakatuwid ang bilis at pagbilis ay hindi palaging magkatulad na direksyon.

Sa ilalim ng mga sitwasyong ito, ang mobile ay may posibilidad na ilarawan ang circumference na may pare-pareho o bilis ng variable. Ang unang kaso ay kilala bilang Uniform Circular Movement o MCU para sa acronym nito, ang pangalawang kaso ay isang Variable Circular Movement.

Sa parehong mga kaso, ang pagpapabilis ng sentripetal ay responsable para sa pagpapanatili ng mobile na pag-ikot, tinitiyak na ang bilis ay nag-iiba lamang sa direksyon at direksyon.

Gayunpaman, upang magkaroon ng isang Variable Circular Movement, isa pang sangkap ng pabilis sa parehong direksyon ng bilis ay kakailanganin, na kung saan ay namamahala sa pagtaas o pagbawas ng bilis. Ang sangkap na ito ng pabilis ay kilala bilang tangential acceleration.

Ang variable na pabilog na paggalaw at curvilinear motion sa pangkalahatan ay may parehong mga sangkap ng pabilis, dahil ang paggalaw ng curvilinear ay maaaring isipin bilang landas sa pamamagitan ng hindi mabilang na mga arko ng circumference na bumubuo sa curved path.

Ang puwersang sentripetal

Ngayon, ang isang puwersa ay responsable para sa pagbibigay ng pabilis. Para sa isang satellite orbiting sa mundo, ito ay ang lakas ng grabidad. At dahil ang gravity ay palaging kumikilos patayo sa tilapon, hindi nito binabago ang bilis ng satellite.

Sa ganoong kaso, ang gravity ay kumikilos bilang isang sentripetal na puwersa, na kung saan ay hindi isang espesyal o hiwalay na uri ng puwersa, ngunit ang isa na, sa kaso ng satellite, ay direktang nakadirekta sa gitna ng mundo.

Sa iba pang mga uri ng pabilog na paggalaw, halimbawa ng kotse na lumiko ng kurba, ang papel ng sentripetal na puwersa ay nilalaro ng static friction at para sa isang bato na nakatali sa isang lubid na pinaikot sa mga bilog, ang pag-igting sa lubid ay ang puwersa na pinipilit ang mobile na iikot.

Mga formula para sa pagpapabilis ng sentripetal

Ang pagpapabilis ng sentripetal ay kinakalkula ng expression:

ac = v ² / r

Diagram upang makalkula ang sentripetal na pagpabilis sa isang mobile na may MCU. Pinagmulan: Pinagmulan: Ilevanat

Ang ekspresyong ito ay hango sa ibaba. Sa pamamagitan ng kahulugan, ang pagbilis ay ang pagbabago sa bilis sa paglipas ng panahon:

Ang mobile ay gumagamit ng isang oras sa ruta, na kung saan ay maliit, dahil ang mga punto ay napakalapit.

Nagpapakita din ang figure ng dalawang posisyon vectors r ₁ at r ₂ , na ang modulus ay pareho: ang radius r ng circumference. Ang anggulo sa pagitan ng dalawang puntos ay Δφ. Sa berde, ang arko na naglakbay sa pamamagitan ng mobile ay nakatayo, na tinukoy bilang Δl.

Sa figure sa kanan, nakikita mo na ang laki ng Δv , ang pagbabago sa bilis, ay bahagyang proporsyonal sa Δl, dahil ang anggulo Δφ ay maliit. Ngunit ang pagbabago sa bilis ay tiyak na nauugnay sa pabilis. Mula sa tatsulok maaari itong makita, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga vectors na:

v ₁ + Δ v = v ₂ → Δ v = v ₂ - v ₁

Ang v interesting ay kawili-wili sapagkat ito ay proporsyonal sa bilis ng sentripetal. Makikita ito mula sa pigura na dahil ang anggulo ay maliit, ang vector Δ v ay mahalagang patayo sa parehong v ₁ at v ₂ at mga puntos sa gitna ng paligid.

Bagaman hanggang sa ngayon ang mga vectors ay naka-highlight nang matapang, para sa mga epekto ng isang geometric na likas na sumusunod, nagtatrabaho kami kasama ang mga module o magnitude ng mga vectors na ito, na dispensing sa notasyon ng vector.

Ang iba pa: kailangan mong gamitin ang kahulugan ng gitnang anggulo, na:

Δ φ = Δ l / r

Ngayon ang parehong mga numero ay inihambing, na proporsyonal dahil ang anggulo Δ common ay karaniwan:

Paghahati sa pamamagitan ng:

isang _c = v ² / r

Nalutas ang ehersisyo

Ang isang maliit na butil ay gumagalaw sa isang bilog na may radius 2.70 m. Sa isang tiyak na sandali ang pagpapabilis nito ay 1.05 m / s ² sa isang direksyon na gumagawa ng isang anggulo ng 32.0º na may direksyon ng paggalaw. Kalkulahin ang iyong bilis:

a) Sa oras na iyon

b) Pagkalipas ng 2.00 segundo, sa pag-aakalang patuloy na pagpapabilis ng tangential.

Sagot

Ito ay isang magkakaibang kilusan ng pabilog, dahil ang pahayag ay nagpapahiwatig na ang pagbilis ay may isang naibigay na anggulo na may direksyon ng kilusan na hindi 0º (hindi ito maaaring maging isang pabilog na paggalaw) o 90º (ito ay magiging isang unipormeng pabilog na kilusan).

Samakatuwid ang dalawang sangkap -radial at tangential- magkakasamang magkakasama. Itinutukoy ang mga ito bilang isang _c at _t at iguguhit sa sumusunod na pigura. Ang vector sa berde ay ang net acceleration vector o simpleng pagpabilis a.

Ang isang maliit na butil ay gumagalaw sa isang pabilog na landas sa isang direksyon ng counterclockwise at iba't ibang pabilog na paggalaw. Pinagmulan: commons.wikimedia.org

a) Pagkalkula ng mga sangkap ng pagbilis

isang _c = a.cos θ = 1.05 m / s ² . cos 32.0º = 0.89 m / s ² (sa pula)

a _t = a .mga kasalanan θ = 1.05 m / s ² . kasalanan 32.0º = 0.57 m / s ² (sa orange

Pagkalkula ng bilis ng mobile

Dahil isang _c = v ² / r, kung gayon:

v = v _o + a _t . t = 1.6 m / s + (0.57 x 2) m / s = 2.74 m / s

Mga Sanggunian

1. Giancoli, D. Physics. 2006. Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. Ika-anim na Edisyon. Prentice Hall. 107-108.
2. Hewitt, Paul. 2012. Konsepto na Pang-agham na Pang-agham. Fifth Edition .Pearson.106 - 108.