For å gjøre det enkelt, kan vi finne ut forholdet mellom kinetisk energi og sentripetalkraft med de tingene vi kjenner:
Vi vet:
og
Derfor
Merk,
Derfor
Et modelltog med en masse på 5 kg beveger seg på et sirkulært spor med en radius på 9 m. Hvis togets omdreiningshastighet endres fra 4 Hz til 5 Hz, av hvor mye vil sentripetalkraften som brukes av sporene, endres med?
Se nedenfor: Jeg synes den beste måten å gjøre dette på er å finne ut hvordan rotasjonsperioden endres: Periode og frekvens er hverandres gjensidige: f = 1 / (T) Så endrer tidstiden på toget fra 0,25 sekunder til 0,2 sekunder. Når frekvensen øker. (Vi har flere rotasjoner per sekund) Toget må likevel dekke hele avstanden til omkretsen av sirkelbanen. Sirkelomkrets: 18pi meter Hastighet = avstand / tid (18pi) /0.25= 226.19 ms ^ -1 når frekvensen er 4 Hz (tidsperiode = 0,25 s) (18pi) /0,2 = 282,74 ms ^ -1 når frekvensen er 5 Hz . (tidsperiode = 0,2 s) Så kan vi
Et modelltåg med en masse på 4 kg beveger seg på et sirkulært spor med en radius på 3 m. Hvis togets kinetiske energi endres fra 12 J til 48 J, av hvor mye vil sentripetalkraften som brukes av sporene, endres med?
Sentripetalkraft endrer seg fra 8N til 32N Kinetisk energi K av en gjenstand med masse m som beveger seg med en hastighet på v er gitt av 1 / 2mv ^ 2. Når kinetisk energi øker 48/12 = 4 ganger, blir hastigheten derved fordoblet. Innledende hastighet vil bli gitt ved v = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 og det blir 2sqrt6 etter økning i kinetisk energi. Når en gjenstand beveger seg i en sirkulær bane med konstant hastighet, opplever det at en sentripetalkraft er gitt av F = mv ^ 2 / r, hvor: F er sentripetalkraft, m er masse, v er hastighet og r er radius av sirkulær bane . Da det
Et modelltåg med en masse på 3 kg beveger seg langs et spor på 12 (cm) / s. Hvis krumningen i sporet endres fra en radius på 4 cm til 18 cm, av hvor mye må den sentripetale kraften som brukes av sporene endres?
= 84000 dyne La toget masse m = 3kg = 3000 g Treningshastighet v = 12cm / s Radius av første spor r_1 = 4cm Radius av andre spor r_2 = 18cm Vi kjenner sentrifugalkraften = (mv ^ 2) / r Reduser i tvinge i dette tilfellet (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 # dyne