De centripetale versnelling en massa zijn echter de onafhankelijke grootheden; de versnelling van het object hangt af van zijn massa en traagheid van het lichaam.
De massa is een onveranderlijke grootheid en verandert dus niet wanneer het object in een centripetale beweging is. Maar de centripetale versnelling en massa zijn nog steeds aan elkaar gerelateerd, omdat de kracht die nodig is om het object te versnellen grotendeels afhangt van zijn massa.
Heeft massa invloed op centripetale versnelling?
De centripetale versnelling is direct afhankelijk van de snelheid van het object en omgekeerd evenredig met de stralen van de cirkel.
Zodra een kracht op het object wordt uitgeoefend om het vanuit zijn oorspronkelijke positie te verplaatsen en langs zijn weg in een cirkelvormig pad te reizen, worden het momentum en de snelheid van het object constant gehouden. De centripetale versnelling ligt in de richting langs de straal vector van het cirkelvormige pad.
Waarom heeft massa geen invloed op de centripetale versnelling?
De centripetale versnelling van het object is onafhankelijk van de massa van het object omdat deze constant is.
De totale arbeid die het object in een cirkelvormige beweging verricht, is eigenlijk te verwaarlozen. De kinetische energie van het object wordt behouden in een proces, en daarom blijft de snelheid van het lichaam constant. De massa van het object heeft dus geen invloed op de middelpuntzoekende versnelling In elk geval.
De kracht die op het object wordt uitgeoefend om het een koppel te geven, hangt af van de massa en andere configuraties van het object. Het koppel is een kracht die tangentieel op het lichaam van het object wordt uitgeoefend en het object in een cirkelvormige beweging om zijn as versnelt.
Waarom is massa nodig om centripetale versnelling te berekenen?
De middelpuntzoekende versnelling is constant voor een gegeven massa en de straal van de cirkelvormige lus; daarom hangt het niet echt af van de massa van het object.
De massa van het object bepaalt de hoeveelheid kracht die op zijn lichaam moet worden uitgeoefend om te verplaatsen. Als er minder kracht op het object wordt uitgeoefend, zal de snelheid van het object klein zijn, en dienovereenkomstig zal de middelpuntzoekende versnelling van het object wordt verlaagd.
Als de hoeveelheid elektrostatische kracht die op het elektron in een geleidingsband wordt uitgeoefend groter is, dan zal de centripetale versnelling van het elektron hoog zijn. Op dezelfde manier, als de magnetische kracht gegenereerd in een spoel vanwege de stroomvoerende draad is meer, dan zal het aantal omwentelingen van de kleine motor meer zijn.
Voor grotere motoren zullen de omwentelingen per seconde minder zijn voor dezelfde hoeveelheid stroom in vergelijking met de motor met kleine radii. Dit verschil komt door de massa en de straal.
Hoe zijn centripetale versnelling en massa gerelateerd?
De centripetale versnelling is omgekeerd evenredig met de massa van het object.
Hoewel de massa van het object niet a variabele hoeveelheid terwijl het object in centripetale beweging is, de beginsnelheid van het object hangt af van zijn massa, die verder de centripetale versnelling van het object in een cirkelvormige beweging bepaalt.
Er wordt gezegd dat de massa verwant is omdat er voldoende kracht op moet worden uitgeoefend als reactie op de massa om deze te versnellen. Als je de constante kracht op alle objecten met verschillende massa's handhaaft, zul je merken dat het object met minder massa met hoge snelheid zal versnellen in vergelijking met objecten met een hoge massa.
Hoe de middelpuntzoekende kracht te berekenen uit middelpuntzoekende versnelling en massa?
De kracht op het object in a centripetale beweging is direct afhankelijk van de centripetale versnelling en massa.
De middelpuntzoekende kracht kan worden berekend uit de middelpuntzoekende versnelling en de massa is F=mα. Hier is α de middelpuntzoekende versnelling en is m de massa. Het is duidelijk dat als de massa van het object groter is, er meer kracht op het object moet worden uitgeoefend om het van zijn plaats te verplaatsen.
De middelpuntzoekende kracht die in een cirkelvormige beweging op het object wordt uitgeoefend, wordt berekend met behulp van de formule,
F=mv2/r
Hier is F een middelpuntzoekende kracht,
m is een massa van het object,
v is de snelheid van het object in een cirkelvormige beweging, en
r is een straal van het cirkelvormige pad.
De formule om de . te vinden middelpuntzoekende versnelling van de snelheid van het object wordt gegeven als:
α = mv2/r
De centripetale versnelling hangt af van de stralen van de cirkel. Dat betekent dat als de straal klein is, de middelpuntzoekende versnelling hoog zal zijn, terwijl voor grotere radii de centripetale versnelling zal worden verminderd. In zo'n geval moet er meer kracht worden uitgeoefend om het lichaam met een vereiste snelheid te laten accelereren.
Daarom kan de middelpuntzoekende kracht die in een middelpuntzoekende beweging op het lichaam inwerkt, worden berekend met alleen de massa en de middelpuntzoekende versnelling van het object met behulp van een uitdrukking.
F=mα
Op basis van de objectuitdrukking kunnen we zeggen dat de kracht op het object in een centripetale beweging direct afhankelijk is van zijn massa en de centripetale versnelling.
Wat is de centripetale versnelling en kracht op het object met een massa van 5 kg en bewegend met een snelheid van 20 m/s langs de cirkel met straal 30 m?
Gegeven: De massa van het object is, m = 5 kg
De snelheid van het object is, v =20 m/s
De straal van het cirkelvormige pad is, r =30 m
De formule om de middelpuntzoekende versnelling te vinden is,
De centripetale versnelling van het object blijkt 0.67 m/s . te zijn2
De uitdrukking om de middelpuntzoekende kracht te vinden die op het object inwerkt met behulp van de middelpuntzoekende versnelling is,
F=α
Als we de waarden in deze vergelijking substitueren, krijgen we:
F=5 kg\maal 0.67 m/s2= 3.37N
De kracht die wordt uitgeoefend op het object met een massa van 5 kg is 3.37 N. De uitgeoefende kracht zou zijn toegenomen als de massa van het object meer dan 5 kg was.
Conclusie
De middelpuntzoekende versnelling is in reactie op de middelpuntzoekende kracht die naar binnen werkt. Vandaar dat de richting van de lineaire snelheid van het object varieert met elke korte afstand. Het object begint pas te versnellen als er externe kracht op zijn lichaam wordt uitgeoefend. De hoeveelheid kracht die nodig is om op een bepaald object uit te oefenen, is afhankelijk van de totale massa van het te verplaatsen object.
Lees ook:
- Voorbeelden van versnellingen
- Hoe u de maximale versnelling kunt vinden in eenvoudige harmonische beweging
- Hoe versnelling te vinden met wrijvingscoëfficiënt
- Hoe versnelling te vinden met kracht en massa
- Hoe versnelling verschilt van snelheid
- Hoe de versnelling te vinden gegeven de kinetische wrijvingscoëfficiënt
- Versnelling als gevolg van de zwaartekracht op de maan
- Hoe je de versnelling op een hellend vlak kunt vinden
- Centripetale kracht versus centripetale versnelling
- Hoe massa te vinden met versnelling en kracht?
Hallo, ik ben Akshita Mapari. Ik heb M.Sc. in de natuurkunde. Ik heb gewerkt aan projecten als numerieke modellering van wind en golven tijdens cyclonen, natuurkunde van speelgoed en gemechaniseerde sensatiemachines in pretparken op basis van klassieke mechanica. Ik heb een cursus Arduino gevolgd en een aantal miniprojecten op Arduino UNO uitgevoerd. Ik vind het altijd leuk om nieuwe gebieden op het gebied van de wetenschap te verkennen. Persoonlijk ben ik van mening dat leren enthousiaster is als het met creativiteit wordt geleerd. Daarnaast hou ik van lezen, reizen, gitaar tokkelen, rotsen en lagen identificeren, fotograferen en schaken.
