Problemose, susijusiose su sukamaisiais judesiais, jūs dažnai suskaidote jėgą į radialinę jėgą F_r, kuri rodo judėjimo centras ir tangentinė jėga F_t, kuri yra statmena F_r ir liestinė apskritimui kelias. Du šių jėgų pavyzdžiai yra taikomi objektams, pritvirtintiems taške ir judantiems aplink kreivę, kai yra trinties.
Naudokite tai, kad jei daiktas yra prisegtas taške, o jėga F yra atstumu R nuo kaiščio kampu θ, palyginti su tiese iki centro, tada F_r = R ∙ cos (θ) ir F_t = F ∙ nuodėmė (θ).
Įsivaizduokite, kad mechanikas veržia veržliarakčio galą su 20 niutonų jėga. Iš darbo vietos ji turi priversti jėgą veržliarakčio atžvilgiu 120 laipsnių kampu.
Naudokite tai, kad kai jėgą taikote R atstumu nuo to, kur yra prisegtas daiktas, sukimo momentas yra lygus τ = R ∙ F_t. Iš patirties galite žinoti, kad kuo toliau nuo kaiščio stumiate svirtį ar veržliaraktį, tuo lengviau priversti jį pasukti. Jei stumiate didesnį atstumą nuo kaiščio, tai reiškia, kad sukate didesnį sukimo momentą.
Naudokite tai, kad vienintelė jėga, reikalinga objektui judėti sukamaisiais judesiais pastoviu greičiu, yra centripetalinė jėga F_c, nukreipta link apskritimo centro. Bet jei keičiasi objekto greitis, tada judėjimo kryptimi taip pat turi būti jėga, kuri liestų kelią. To pavyzdys yra automobilio variklio jėga, dėl kurios jis paspartėja, kai apvažiuoja kreivę, arba trinties jėga, sulėtinanti jos sustojimą.
Įsivaizduokite, kad vairuotojas nukelia koją nuo akseleratoriaus ir leidžia sustoti 2500 kilogramų sveriančiam automobiliui pradedant nuo 15 metrų / sekundės pradinio greičio, vairuojant aplink apskritą kreivę, kurios spindulys yra 25 metrų. Automobilis nuvažiuoja 30 metrų ir jo sustojimas trunka 45 sekundes.
Apskaičiuokite automobilio pagreitį. Formulė, į kurią įeina padėtis x (t), momentu t, kaip pradinės padėties, x (0), pradinio greičio, v (0) ir pagreičio a funkcija, yra x (t) - x ( 0) = v (0) ∙ t + 1/2 ∙ a ∙ t ^ 2. Prijunkite x (t) - x (0) = 30 metrų, v (0) = 15 metrų per sekundę ir t = 45 sekundes ir išspręskite tangentinį pagreitį: a_t = –0,637 metrai per sekundę kvadratu.
Naudokite antrąjį Niutono dėsnį F = m ∙ a, norėdami sužinoti, kad trintis turi būti pritaikiusi tangentinę jėgą F_t = m ∙ a_t = 2500 × (–0,637) = –1,593 Niutonai.
Literatūra
- Šviesa ir materija: 4 skyrius. Kampinio momento išsaugojimas
- Hiperfizika: sukimo momentas
- Hiperfizika: sukimo momento skaičiavimas
apie autorių
Arielis Balteris pradėjo rašyti, redaguoti ir rinkti tekstus, pakeitė pavaras, kad būtų galima įsigyti pastatų, tada grįžo į mokyklą ir įgijo fizikos daktaro laipsnį. Nuo to laiko Balteris buvo profesionalus mokslininkas ir mokytojas. Jis turi didelę kompetencijos sritį, įskaitant maisto gaminimą, ekologišką sodininkystę, ekologišką gyvenimą, ekologiškų pastatų prekybą ir daugybę mokslo ir technologijų sričių.