Inzicht in de concepten

* Centripetal Force: De kracht die naar het midden van een cirkelvormig pad werkt en een object in die cirkel houdt. Zonder centripetale kracht zou een object in een rechte lijn vliegen (de eerste wet van Newton).

* Centrifugal Force: Dit is de schijnbare uiterlijke kracht die een object ervaart tijdens het bewegen op een cirkelvormig pad. Het is geen echte kracht in de zin dat er geen object is dat er direct op trekt of erop duwt. Het is een gevolg van traagheid (de neiging van een object om veranderingen in zijn beweging te weerstaan).

afleiding

1. Beschouw de instelling: Stel je een object van massa 'm' voor in een cirkel van straal 'r' met een constante snelheid 'v'.

2. Focus op de versnelling: De snelheid van het object verandert voortdurend van richting, hoewel de snelheid ervan constant is. Dit betekent dat het een versnelling heeft, centripetale versnelling genoemd, gericht op het midden van de cirkel.

3. Bereken centripetale versnelling:

* De verandering in snelheid van het object (AV) is het verschil tussen zijn snelheidsvectoren op twee punten in zijn cirkelvormige pad.

* Aangezien de snelheidsvectoren dezelfde grootte hebben maar verschillende richtingen, is AV ongeveer gelijk aan de booglengte van het cirkelvormige pad dat wordt afgelegd tijdens een kleine tijdsinterval AT, gedeeld door At.

* Deze booglengte is ongeveer gelijk aan de straal (R) vermenigvuldigd met de hoek (θ) die wordt onderwonden door de boog, die ook ongeveer gelijk is aan VAt/R.

* Daarom, ΔV ≈ (vδt/r)

* Centripetale versnelling (AC) wordt gedefinieerd als ΔV/Δt, dus ac ≈ (vΔt/r)/Δt =v²/r.

4. Relateer centripetale versnelling om te forceren: De tweede bewegingswet van Newton stelt dat kracht (f) gelijk is aan massa (m) keer versnelling (a). In dit geval wordt de kracht die de centripetale versnelling veroorzaakt de Centripetal Force (FC) genoemd:

* Fc =m * ac

* Fc =m * (v²/r)

5. Centrifugal Force: Hoewel er geen echte uiterlijke kracht is die op het object werkt, creëert de neiging van het object om in een rechte lijn (traagheid) te bewegen een schijnbare uiterlijke kracht, die we de centrifugale kracht noemen. Deze kracht is gelijk in grootte en tegenover de richting van de centripetale kracht:

* Fc (centrifugal) =m * (v²/r)

Key Points

* Centrifugale kracht is geen echte kracht: Het is een gevolg van traagheid en de neiging van het object om in een rechte lijn te bewegen.

* centripetale kracht is de echte kracht: Het is de kracht die naar het midden van de cirkel werkt, waardoor het object in een cirkelvormig pad bewegen.

* De formule fc =m * (v²/r) is van toepassing op zowel centripetale als centrifugale krachten. Het verschil is in de richting van de kracht. Centripetale kracht wijst naar binnen, terwijl centrifugaalkracht naar buiten wijst.

Voorbeeld

Stel je een auto voor die een curve afrondt. De wrijving tussen de banden en de weg biedt de centripetale kracht die de auto in een cirkel houdt. Je voelt misschien een schijnbare kracht die je naar buiten duwt, dit is de centrifugale kracht.