Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom is de versnelling van een lichaam dat uniformaal beweegt in cirkel gericht naar het midden?

Hier is een uitsplitsing van de reden waarom de versnelling van een lichaam die uniform in een cirkel beweegt, naar het midden wordt gericht:

1. Snelheid is een vector:

* Snelheid heeft zowel grootte (snelheid) als richting.

* In uniforme cirkelvormige beweging is de * snelheid * constant, maar de * richting * verandert constant.

2. Versnelling is de verandering in snelheid:

* Versnelling is de snelheid van snelheidsverandering in de tijd.

* Aangezien snelheid een vector is, vormt een verandering in grootte of richting (of beide) versnelling.

3. Centripetale versnelling:

* In cirkelvormige beweging is de verandering in snelheid altijd gericht op het midden van de cirkel. Dit wordt centripetale versnelling genoemd .

* Stel je een klein object voor dat in een cirkel beweegt. Op elk moment is zijn snelheid tangentieel voor de cirkel. Korte tijd later is het object naar een iets andere positie verplaatst en is de snelheid ervan nu enigszins tangentieel dan een ander punt op de cirkel. Deze verandering in snelheid wijst naar het midden van de cirkel.

4. Waarom naar het midden?

* traagheid: Een object in beweging wil in een rechte lijn blijven bewegen.

* Force: Om het object in een cirkel te houden, moet een kracht het constant naar het midden trekken, waardoor het van richting verandert.

* de tweede wet van Newton: Force is gelijk aan massa -versnelling (F =MA). Daarom produceert de kracht die op het object werkt (de centripetale kracht) een versnelling (centripetale versnelling) die ook naar het midden is gericht.

Analogie:

Denk aan het zwaaien van een bal op een touwtje. Het touw trekt de bal naar het midden en houdt hem op een cirkelvormig pad. Als je het touw loslaat, vliegt de bal weg in een rechte lijn die naar de cirkel raakt, en toont de natuurlijke neiging om in een rechte lijn te bewegen vanwege traagheid.

Samenvattend:

De constante verandering in richting van de snelheid van een lichaam dat in een cirkel beweegt, vereist een centripetale versnelling, die altijd naar het midden van de cirkel is gericht. Deze versnelling is het resultaat van een centripetale kracht die op het object werkt.