Modelni vlak z maso 4 kg se giblje po krožni progi s polmerom 3 m. Če se kinetična energija vlaka spremeni iz 12 J na 48 J, koliko se bo spreminjala centripetalna sila, ki jo uporabljajo proge?

Odgovor:

Centripetalna sila se spreminja # 8N # do # 32N #

Pojasnilo:

Kinetična energija # K # predmeta z maso # m # se gibljejo s hitrostjo # v # je podan z # 1 / 2mv ^ 2 #. Ko se povečuje kinetična energija #48/12=4# hitrost se podvoji.

Začetna hitrost bo podana z # v = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 # in postalo bo # 2sqrt6 # po povečanju kinetične energije.

Ko se objekt premika po krožni poti s konstantno hitrostjo, doživlja centripetalno silo # F = mv ^ 2 / r #, kje: # F # je centripetalna sila, # m # je masa, # v # je hitrost in # r # je polmer krožne poti. Ker ni spremembe mase, polmera in centripetalne sile, je tudi sorazmerna s kvadratom hitrosti, Centripetalna sila na začetku bo # 4xx (sqrt6) ^ 2/3 # ali # 8N # in to postane # 4xx (2sqrt6) ^ 2/3 # ali # 32N #.

Zato se centripetalna sila spreminja # 8N # do # 32N #

Modelni vlak z maso 5 kg se giblje po krožni progi s polmerom 9 m. Če se hitrost vrtljajev vlaka spremeni s 4 Hz na 5 Hz, koliko se bo spreminjala centripetalna sila, ki jo uporabljajo proge?

Glej spodaj: Mislim, da je najboljši način za to, da ugotovimo, kako se spreminja časovno obdobje rotacije: Obdobje in frekvenca sta medsebojni vzajemni: f = 1 / (T) Torej se časovno obdobje rotacije vlaka spremeni z 0,25 sekundah do 0,2 sekunde. Ko se frekvenca poveča. (Imamo več rotacij na sekundo) Vendar vlak še vedno pokriva celotno razdaljo oboda krožne proge. Območje kroga: 18pi metrov Hitrost = razdalja / čas (18pi) /0,25 = 226,19 ms ^ -1, če je frekvenca 4 Hz (časovno obdobje = 0,25 s) (18pi) /0,2=282,74 ms ^ -1, kadar je frekvenca 5 Hz . (časovno obdobje = 0,2 s) Potem lahko najdemo centripetalno silo v obeh scena

Vzorec vlaka z maso 3 kg se giblje po stezi pri 12 (cm) / s. Če se ukrivljenost proge spremeni iz polmera od 4 cm do 18 cm, koliko se mora spreminjati centripetalna sila, ki jo povzročajo proge?

= 84000 dyne Naj masa vlaka m = 3kg = 3000 g Hitrost vlaka v = 12cm / s Polmer prve steze r_1 = 4cm Polmer drugega tira r_2 = 18cm poznamo centrifugalno silo = (mv ^ 2) / r Zmanjšanje sila v tem primeru (mv ^ 2) / r_1- (mv ^ 2) / r_2 = (mv ^ 2) (1 / r_1-1 / r_2) = 310 ^ 3 * 12 ^ 2 (1 / 4-1 / 18) ) = 12000 (9-2) = 84000 #dyne

Modelni vlak z maso 3 kg se giblje po krožni progi s polmerom 1 m. Če se kinetična energija vlaka spremeni iz 21 j na 36 j, koliko se bo centripetalna sila, ki jo uporabljajo proge, spremenila?

Da bi bilo preprosto, odkrijemo razmerje kinetične energije in centripetalne sile s stvarmi, ki jih poznamo: vemo: "K.E." = 1 / 2momega ^ 2r ^ 2 in "centripetalna sila" = momega ^ 2r Zato "K.E" = 1 / 2xx "centripetalna sila" xxr Opomba, r ostanejo konstantni v teku procesa. Delta "centripetalna sila" = (2Delta "K.E.") / R = (2 (36-21) J) / (1m) = 30N