Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Leg uit waarom de veer zich uitstrekt terwijl het systeem roteert bij het uitvoeren van een laboratoriumexperiment met uniforme cirkelvormige beweging?

Laten we afbreken waarom een ​​veer zich uitstrekt wanneer een massa die eraan is bevestigd, een uniforme cirkelvormige beweging ondergaat.

Inzicht in de krachten van het spel

1. Centripetal Force: Om een ​​object in een cirkel te bewegen, moet er een kracht zijn die het constant naar het midden van de cirkel trekt. Deze kracht wordt de centripetale kracht genoemd.

2. spanning in de lente: In onze opstelling biedt de veer de centripetale kracht. Terwijl de massa roteert, strekt de veer zich uit, waardoor spanning ontstaat. Deze spanningskracht fungeert als de centripetale kracht, waardoor de massa in een cirkel bewoog.

Hoe de veer strekt

* de tweede wet van Newton: De hoeveelheid stretch in de lente is direct gerelateerd aan de spanning die het ervaart. Dit wordt beheerst door de tweede wet van Newton (F =MA) waar:

* f: De kracht is de spanning in het voorjaar.

* m: De massa bevestigd aan de veer.

* a: De versnelling van de massa, die de centripetale versnelling is (a =v^2/r, waarbij v de snelheid is en r de straal van de cirkel is).

* de wet van Hooke: De veer zelf gehoorzaamt de wet van Hooke, die stelt dat de kracht die door een veer wordt uitgeoefend evenredig is met zijn verplaatsing van zijn evenwichtspositie:

* f =-kx

* k: De veerconstante (een maat voor de stijfheid van de veer).

* x: De verplaatsing (stretch) van de veer.

het samenstellen

1. Centripetale krachtvereiste: De roterende massa heeft een centripetale kracht nodig om zijn cirkelvormige beweging te behouden.

2. Springspanning: De veer biedt deze centripetale kracht door zijn spanning.

3. Hooks Law: Om de nodige spanning te genereren, moet de veer strekken.

4. Stretching and Tension: Hoe meer de veer strekt (x), hoe groter de spanning (f) die het uitoefent, waardoor het de vereiste centripetale kracht kan bieden.

In wezen strekt de veer zich uit omdat het voldoende spanning moet creëren om de massa naar het midden van de cirkel te trekken, waardoor voldoet aan de vereiste van centripetale kracht voor circulaire beweging.