Was ist der Unterschied zwischen Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft?

In der siebten Klasse durchlaufen Schüler während des Physikunterrichts eine Mechanik - ein Abschnitt darüber, wie sich Körper bewegen und miteinander interagieren. Mechaniker studieren Blöcke, Hebel, Kräfte. Inklusive Fliehkraft und Zentripetal.

Nach Angaben von Lehrern an Moskauer Schulen unterscheidet nicht jeder vierte Schüler eine Kraft von einer anderen. Die Schüler sind verwirrt über die gemeinsame Wurzel - das Zentrum . Es ist Zeit herauszufinden, was es ist, was der Unterschied zwischen ihnen ist und wie sie aussehen.

Was ist Fliehkraft?

Erste Beispiele:

  • Wenn die Waschmaschine nasse Wäsche auspresst, dreht sich die Trommel schnell. So kommt Wasser aus dem Stoff.
  • Hammerwurf bei den Olympischen Spielen. Vor dem Werfen wirbelt der Athlet um seine Achse und lässt dann den Hammer los.
  • In chinesischen Zirkussen ist eine Nummer mit Motorradfahrern in einem Metallball beliebt. Die Stuntmen werden innerhalb der Struktur gestartet, wo sie beschleunigen und über die gesamte Oberfläche des Balls fahren. Sogar an der Spitze.
  • Bei einer scharfen Wende bringt der Insasse das Auto zur Seite.

Die Zentrifugalkraft (F cb ) ist eine Kraft, die mit einer Winkelgeschwindigkeit auf einen sich krummlinig bewegenden Körper wirkt. Verwenden Sie dazu zwei Formeln: F = ma oder F = mv2 / r, wobei m die Masse ist, a die Beschleunigung ist, v die Geschwindigkeit ist, r der Radius ist.

F cb tritt während der Trägheit auf, wenn sich der Körper krummlinig bewegt. Es hängt von zwei Dingen ab: dem Rotationszentrum; Radius zum Thema. Zum Beispiel Hammerwerfen: Ein Athlet beginnt, sich zusammen mit dem Projektil um seine Achse zu drehen. Metalldraht wird von einer Kugel gezogen, die wie eine Schultasche wiegt. Wenn der Athlet den Griff loslässt, fliegt der Hammer in einer geraden Linie davon.

Der Hammer zieht den Draht beim Drehen in der Luft. Es wird von der Trägheit beeinflusst, die es aus der Bewegungsbahn „herauszieht“. Zusammen mit ihnen wird der Ball vom Athleten und dem gespannten Draht gehalten. Daher wird das Projektil nicht wegfliegen, bis der Athlet den Griff loslässt.

Zurück zur Formel: Radius ist die Länge des Drahtes; Masse ist das Gewicht der Kugel; Geschwindigkeit ist, wie schnell sich der Athlet dreht; Drehpunkt - der Athlet selbst.

Was ist Zentripetalkraft?

Beispiele:

  • Die Erde fliegt im Orbit um die Sonne.
  • Jojo dreht sich um den Arm.
  • Riesenrad macht eine volle Umdrehung.

Die Zentripetalkraft (F cc ) ist die Kraft, die auf einen sich krummlinig bewegenden Körper wirkt. Verwenden Sie dazu die Formel: F = mv2 / r.

Fcc tritt auf, wenn sich der Körper in einem Kreis bewegt und etwas ihn auf der Flugbahn hält. Kehren wir zum Beispiel des Hammerwerfens zurück: Der Ball wirbelt in der Luft, fliegt aber nicht über die Länge des Drahtes vom Athleten weg. Als ob etwas das Thema anzieht. Es hält F cs .

F cc ist eine Verallgemeinerung anderer Einflüsse auf den Handlungsgegenstand. Zum Beispiel hält ein Athlet einen Hammer oder die Sonne zieht die Erde an sich und sie fliegt nicht aus der Umlaufbahn.

Im ersten Fall wird der Ball vom Athleten selbst und der Spannung des Drahtes gehalten. Im zweiten Fall lässt die Erde die Anziehungskraft der Sonne nicht los. Diese Fälle haben nichts gemeinsam, nennen sie aber gleich.

F cc hängt ab von: dem Radius zwischen dem Objekt; Drehmittelpunkt. Je größer der Abstand zwischen Drehmittelpunkt und Objekt ist, desto geringer ist die Auswirkung. Wenn Sie beispielsweise einen Stein an ein Meter-Seil binden und drehen, wird er mit der Kraft F gezogen. Wenn Sie das Seil auf 2 Meter ändern, ist es bereits F / 2.

Was ist gemeinsam zwischen ihnen

Es ist Zeit, Flieh- und Zentripetalkräfte zu vergleichen. Sie haben Unterschiede und Gemeinsamkeiten. Hier sind gemeinsame Merkmale:

Gleich im Wert

Die Erde dreht sich auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne. Wenn der Planet in einer Entfernung von 147 Millionen Kilometern fliegt, beträgt seine Geschwindigkeit 30, 2 km / s . Diese Seite heißt Perihel. Hier ist F cb am allermeisten, weil die Geschwindigkeit überdurchschnittlich ist und die Lücke zwischen dem Planeten und dem Rotationszentrum kurz ist.

In einer Entfernung von 152 Millionen Kilometern von der Sonne sinkt die Geschwindigkeit auf 29, 2 km / s . Diese Zone wird als Aphel bezeichnet . Hier ist F am niedrigsten, weil der Abstand zum Stern größer und die Geschwindigkeit geringer als der Durchschnitt ist.

Zwischen Perihel und Aphel fliegt der Planet mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 29, 8 km / s .

Steh gleichzeitig auf

Sie erscheinen, wenn sich das Motiv krummlinig bewegt. Hier einige Beispiele zur Verdeutlichung:

In der Schaufelkonstruktion mit Elektromotor hingen zwei Lasten. Motor drehte sie, Trägheit erschien. Sie begannen sich auf den Klingen zu drehen, flogen aber nicht davon. Sie behielten F cs .

Das Auto beschleunigte auf 120 km / h und fuhr in eine Kurve. Das Auto rutschte, es änderte die Bewegungsrichtung auf Kosten von F cb . Aber das Auto flog nicht aus dem Weg und blieb auf der Fahrspur. Es ist passiert, weil FC das Auto behalten hat.

In allen Beispielen begannen sie gleichzeitig zu handeln.

Wie unterscheiden sie sich?

Sie treten auf, wenn sich der Körper krummlinig bewegt. Ihre Werte sind gleich. Aber sie sind nicht dasselbe. Es ist Zeit herauszufinden, was der Unterschied ist.

In der Richtung unterschiedlich

Der erste Unterschied ist die Richtung. Die Tatsache, dass sie gleich sind und gleichzeitig auftreten, bedeutet nicht, dass ihre Vektoren in die gleiche Richtung schauen.

Die Erde dreht sich um die Sonne in ihrer Umlaufbahn. Sie versucht, sich vom Stern zu lösen, um in die Galaxis zu fliegen. Aber etwas hält sie fest.

F cb ist vom Rotationszentrum aus gerichtet. Sie zieht den Planeten so weit wie möglich vom Stern weg. Aber warum ist es das größte Perihel? Denn je näher der Planet am Zentrum ist, desto mehr wirken sie darauf. Wenn wir die Geschwindigkeit und den Radius des Perihels in die Formel F = mv2 / r und dann das Aphel einsetzen, stellt sich heraus, dass F cb im kurzen Abschnitt größer ist .

FCC ist das Gegenteil von Fliehkraft. Es ist auf das Zentrum gerichtet und verhindert, dass der Körper die Flugbahn verlässt.

Für F central bank und F cc gilt das dritte Newtonsche Gesetz: F 1 = -F 2 . Die Körper wirken gleich groß aufeinander ein, aber entgegengesetzt in der Richtung. Daher dreht sich die Erde immer noch um die Sonne.

Quellen des Auftretens

Neben den entgegengesetzten Richtungsvektoren gibt es noch einen weiteren Unterschied - die Ursache des Auftretens.

Trägheit tritt auf, wenn sich das Objekt krummlinig bewegt. Das heißt, das Auto versucht, sich gerade zu bewegen, wenn es mit einer Geschwindigkeit von 120 km / h in eine Kurve einfährt.

F cc kommt aus verschiedenen Quellen: Motorschub verhindert, dass das Auto von der Straße fliegt; die Kraft des Athleten und die Spannung des Drahtes halten den Hammer; Die Sonne zieht die Erde an. Alle diese Beispiele sind verschiedene physikalische Phänomene, aber sie werden gleich genannt.

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