Die Zentripetalbeschleunigung und die Masse sind jedoch die unabhängigen Größen; Die Beschleunigung des Objekts hängt von seiner Masse und der Trägheit des Körpers ab.
Die Masse ist eine unveränderliche Größe und ändert sich daher nicht, wenn sich das Objekt in einer zentripetalen Bewegung befindet. Die Zentripetalbeschleunigung und die Masse stehen jedoch immer noch in Beziehung zueinander, da die zur Beschleunigung des Objekts erforderliche Kraft hauptsächlich von seiner Masse abhängt.
Beeinflusst die Masse die Zentripetalbeschleunigung?
Die Zentripetalbeschleunigung ist direkt abhängig von der Geschwindigkeit des Objekts und umgekehrt proportional zu den Radien des Kreises.
Sobald eine Kraft auf das Objekt ausgeübt wird, um es aus seiner Ausgangsposition zu verschieben und sich entlang seines Weges auf einer kreisförmigen Bahn zu bewegen, werden der Impuls und die Geschwindigkeit des Objekts konstant gehalten. Das Zentripetalbeschleunigung liegt in der Richtung entlang des Radius Vektor der Kreisbahn.
Warum beeinflusst die Masse die Zentripetalbeschleunigung nicht?
Die Zentripetalbeschleunigung des Objekts ist unabhängig von der Masse des Objekts, da sie konstant ist.
Die Gesamtarbeit, die das Objekt bei einer Kreisbewegung verrichtet, ist eigentlich vernachlässigbar. Die kinetische Energie des Objekts bleibt bei einem Prozess erhalten, und daher bleibt die Geschwindigkeit des Körpers konstant. Somit hat die Masse des Objekts keinen Einfluss auf die Zentripetalbeschleunigung in irgendeiner Weise.
Die Kraft, die auf das Objekt ausgeübt wird, um ihm ein Drehmoment zu verleihen, hängt von der Masse und anderen Konfigurationen des Objekts ab. Das Drehmoment ist eine tangential auf den Körper des Objekts aufgebrachte Kraft, die das Objekt in einer kreisförmigen Bewegung um seine Achse beschleunigt.
Warum wird zur Berechnung der Zentripetalbeschleunigung Masse benötigt?
Die Zentripetalbeschleunigung ist für eine gegebene Masse und den Radius der kreisförmigen Schleife konstant; daher hängt es nicht wirklich von der Masse des Objekts ab.
Die Masse des Objekts bestimmt die Kraft, die auf seinen Körper ausgeübt werden muss, um es zu verschieben. Wenn weniger Kraft auf das Objekt ausgeübt wird, ist die Geschwindigkeit des Objekts gering und dementsprechend die Zentripetalbeschleunigung des Objekts abgesenkt.
Wenn die Menge an elektrostatischer Kraft, die auf das Elektron in einem Leitungsgürtel ausgeübt wird, größer ist, dann wird die Zentripetalbeschleunigung des Elektrons hoch sein. Ebenso, wenn die Magnetkraft in einer Spule aufgrund des stromführenden Drahtes mehr erzeugt wird, dann wird die Anzahl der Umdrehungen des kleinen Motors höher sein.
Bei größeren Motoren sind die Umdrehungen pro Sekunde bei gleicher Stromstärke geringer als bei Motoren mit kleinen Radien. Dieser Unterschied ist auf die Masse und den Radius zurückzuführen.
Wie hängen Zentripetalbeschleunigung und Masse zusammen?
Die Zentripetalbeschleunigung ist umgekehrt proportional zur Masse des Objekts.
Obwohl die Masse des Objekts nicht a ist variable Menge, während sich das Objekt in zentripetaler Bewegung befindet, hängt die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts von seiner Masse ab, die weiter die Zentripetalbeschleunigung des Objekts in einer Kreisbewegung bestimmt.
Die Masse wird als verwandt bezeichnet, weil als Reaktion auf ihre Masse eine ausreichende Kraft auf sie ausgeübt werden muss, um sie zu beschleunigen. Wenn Sie die konstante Kraft auf alle Objekte mit unterschiedlichen Massen beibehalten, werden Sie feststellen, dass das Objekt mit geringerer Masse im Vergleich zu Objekten mit hoher Masse mit hoher Geschwindigkeit beschleunigt.
Wie berechnet man die Zentripetalkraft aus Zentripetalbeschleunigung und Masse?
Die Kraft auf das Objekt in a Die zentripetale Bewegung beruht direkt auf der zentripetalen Beschleunigung und Masse.
Die Zentripetalkraft lässt sich aus der Zentripetalbeschleunigung berechnen und die Masse ist F=mα. Dabei ist α die Zentripetalbeschleunigung und m die Masse. Es ist offensichtlich, dass, wenn die Masse des Objekts größer ist, mehr Kraft auf das Objekt ausgeübt werden muss, um es von seinem Platz zu verschieben.
Die Zentripetalkraft, die bei einer kreisförmigen Bewegung auf das Objekt ausgeübt wird, wird nach folgender Formel berechnet:
F=mw2/r
Hier ist F eine Zentripetalkraft,
m ist eine Masse des Objekts,
v ist die Geschwindigkeit des Objekts in einer kreisförmigen Bewegung, und
r ist ein Radius der Kreisbahn.
Die Formel zum Finden der Zentripetalbeschleunigung aus der Geschwindigkeit des Objekts ergibt sich zu:
α =mw2/r
Die Zentripetalbeschleunigung hängt von den Radien des Kreises ab. Das heißt, wenn der Radius klein ist, die Zentripetalbeschleunigung hoch, während bei größeren Radien die Zentripetalbeschleunigung reduziert wird. In einem solchen Fall muss mehr Kraft aufgewendet werden, um den Körper auf einer erforderlichen Geschwindigkeit zu beschleunigen.
Daher kann die Zentripetalkraft, die bei einer Zentripetalbewegung auf den Körper wirkt, nur unter Verwendung der Masse und der Zentripetalbeschleunigung des Objekts unter Verwendung eines Ausdrucks berechnet werden.
F=mα
Basierend auf dem Objektausdruck können wir sagen, dass die Kraft auf das Objekt bei einer zentripetalen Bewegung direkt von seiner Masse und der Zentripetalbeschleunigung abhängt.
Wie groß sind die Zentripetalbeschleunigung und die Kraft auf ein Objekt mit einer Masse von 5 kg, das sich mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s auf einem Kreis mit einem Radius von 30 m bewegt?
Gegeben: Die Masse des Objekts ist m = 5 kg
Die Geschwindigkeit des Objekts ist v = 20 m/s
Der Radius der Kreisbahn beträgt r = 30 m
Das Formel, um die Zentripetalbeschleunigung zu finden ist,
Die Zentripetalbeschleunigung des Objekts beträgt 0.67 m/s2
Der Ausdruck zum Finden der auf das Objekt wirkenden Zentripetalkraft unter Verwendung der Zentripetalbeschleunigung lautet:
F = a
Setzen wir die Werte in dieser Gleichung ein, erhalten wir:
F=5 kg\times 0.67 m/s2= 3.37N
Die auf das Objekt mit 5 kg Masse ausgeübte Kraft beträgt 3.37 N. Die ausgeübte Kraft wäre erhöht worden, wenn die Masse des Objekts mehr als 5 kg betragen hätte.
Zusammenfassung
Das Zentripetalbeschleunigung ist eine Reaktion auf die nach innen wirkende Zentripetalkraft. Daher ändert sich die Richtung der linearen Geschwindigkeit des Objekts um jeden kurzen Abstand. Das Objekt beginnt erst zu beschleunigen, wenn eine äußere Kraft auf seinen Körper ausgeübt wird. Die Menge an Kraft, die erforderlich ist, um auf ein bestimmtes Objekt ausgeübt zu werden, hängt von der Gesamtmasse des Objekts ab, das verschoben werden soll.
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Hallo, ich bin Akshita Mapari. Ich habe einen M.Sc. gemacht. in Physik. Ich habe an Projekten wie der numerischen Modellierung von Winden und Wellen während eines Zyklons, der Physik von Spielzeugen und mechanisierten Nervenkitzelmaschinen in Vergnügungsparks basierend auf klassischer Mechanik gearbeitet. Ich habe einen Kurs über Arduino besucht und einige Miniprojekte auf Arduino UNO durchgeführt. Ich erkunde immer gerne neue Gebiete im Bereich der Wissenschaft. Ich persönlich glaube, dass das Lernen enthusiastischer ist, wenn es mit Kreativität gelernt wird. Ansonsten lese ich gerne, reise, spiele Gitarre, erkenne Gesteine und Schichten, fotografiere und spiele Schach.