Modelni vlak, mase 4 kg, kreće se po kružnoj stazi u radijusu od 3 m. Ako se kinetička energija vlaka promijeni od 12 J do 48 J, koliko će se mijenjati centripetalna sila koju primjenjuju tračnice?

Odgovor:

Centripetalna sila se mijenja od # 8 N # do # 32N #

Obrazloženje:

Kinetička energija # K # predmeta s masom # M # krećući se brzinom od # # V daje se pomoću # 1 / 2mv ^ 2 #, Kada se povećava kinetička energija #48/12=4# vrijeme, dakle brzina se udvostručuje.

Početna brzina će biti dana # V = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 # i postat će # 2sqrt6 # nakon povećanja kinetičke energije.

Kada se objekt kreće kružnom stazom konstantnom brzinom, doživljava centripetalnu silu # F = mv ^ 2 / r #, gdje: # F # je centripetalna sila, # M # je masa, # # V je brzina i # R # je radijus kružne putanje. Kako nema promjene mase, radijusa i centripetalne sile također je proporcionalno kvadratu brzine, Centripetalna sila na početku će biti # 4xx (sqrt6) ^ 2/3 # ili # 8 N # i to postaje # 4xx (2sqrt6) ^ 2/3 # ili # 32N #.

Stoga se centripetalna sila mijenja od # 8 N # do # 32N #

Modelni vlak, mase 5 kg, kreće se po kružnoj stazi u radijusu od 9 m. Ako se brzina vrtnje vlaka promijeni sa 4 Hz na 5 Hz, koliko će se mijenjati centripetalna sila koju primjenjuju tračnice?

Pogledajte dolje: Mislim da je najbolji način da to učinite je shvatiti kako vremensko razdoblje rotacije mijenja: Razdoblje i učestalost su međusobno recipročni: f = 1 / (T) Dakle, vremensko razdoblje rotacije vlaka mijenja se od 0,25 sekundi do 0,2 sekunde. Kada se frekvencija poveća. (Imamo više rotacija u sekundi) Međutim, vlak i dalje mora pokriti cijelu udaljenost kružnog kolosijeka. Prečnik kruga: 18pi metara Brzina = udaljenost / vrijeme (18pi) /0.25= 226.19 ms ^ -1 kada je frekvencija 4 Hz (vremensko razdoblje = 0.25 s) (18pi) /0.2=282.74 ms ^ -1 kada je frekvencija 5 Hz , (vremensko razdoblje = 0,2 s) Tada možemo

Modelni vlak s masom od 3 kg kreće se po stazi na 12 (cm) / s. Ako se zakrivljenost staze promijeni iz radijusa od 4 cm do 18 cm, koliko se mora mijenjati centripetalna sila koju primjenjuju tračnice?

= 84000 dyne Neka masa vlaka m = 3kg = 3000 g Brzina vlaka v = 12cm / s Radijus prve staze r_1 = 4cm Radijus druge staze r_2 = 18cm poznajemo centrifugalnu silu = (mv ^ 2) / r Smanjenje sila u ovom slučaju (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 # dan

Modelni vlak, mase 3 kg, kreće se po kružnoj stazi u radijusu od 1 m. Ako se kinetička energija vlaka promijeni od 21 j do 36 j, koliko će se mijenjati centripetalna sila koju primjenjuju staze?

Da bismo ga pojednostavili, otkrijemo odnos kinetičke energije i centripetalne sile s onim što znamo: znamo: "K.E." = 1 / 2momega ^ 2r ^ 2 i "centripetalna sila" = momega ^ 2r Dakle, "K.E" = 1 / 2xx "centripetalna sila" xxr Napomena, r ostaje konstantna tijekom procesa. Dakle, Delta "centripetalna sila" = (2Delta "K.E.") / R = (2 (36-21) J) / (1m) = 30N