求心加速度Cも半径方向または正常と呼ばれるが、それは円形の経路を説明するとき、移動物体を運ぶことは加速度です。その大きさはv 2 / rです。ここで、rは円の半径であり、円の中心に向けられており、移動中の移動を維持する役割を果たします。
求心加速度の次元は、単位時間あたりの長さの2乗です。国際システムでは、m / s 2です。何らかの理由で求心性加速度がなくなると、携帯電話に円形の経路を維持させる力も消えます。
回転するオブジェクトには、求心加速度があり、パスの中心に向かっています。出典：Pixabay
これは、地面と車輪の間の摩擦が車がコーナーを曲がるのに不十分である、平らな氷のようなトラック上でコーナーを曲がろうとする自動車に何が起こるかです。したがって、残っている唯一の可能性は直線的に移動することであり、それが曲線から抜け出す理由です。
循環運動
オブジェクトが円を描くように移動すると、求心加速度は常に、半径方向に円周の中心に向かい、経路に垂直な方向をたどります。
速度は常にパスに接しているため、速度と求心加速度は垂直になります。したがって、速度と加速度は常に同じ方向であるとは限りません。
これらの状況下で、携帯電話は一定または可変の速度で円周を記述する可能性があります。最初のケースはUniform Circular MovementまたはMCUとしてその頭字語で知られており、2番目のケースはVariable Circular Movementです。
どちらの場合も、求心性加速度がモバイルの回転を維持し、速度が方向と方向にのみ変化するようにします。
ただし、可変円運動を行うには、速度と同じ方向の加速度の別のコンポーネントが必要です。これは、速度の増減に関与します。この加速度の成分は、接線加速度と呼ばれます。
曲線運動は、曲線経路を構成する無数の円周弧を通る経路と考えることができるため、一般に、可変円運動と曲線運動には、両方の加速度成分があります。
求心力
今、力は加速を提供する責任があります。地球を周回する衛星にとって、それは重力です。また、重力は常に軌道に対して垂直に作用するため、衛星の速度は変わりません。
このような場合、重力は求心力として作用します。これは特別な力や別の種類の力ではありませんが、衛星の場合、地球の中心に向かって放射状に向かう力です。
カーブを曲がる車など、他のタイプの円運動では、求心力の役割は静止摩擦によって果たされ、円で回転するロープに結ばれた石の場合、ロープの張力は携帯電話を強制的に回転させます。
求心加速の式
求心加速度は次の式で計算されます。
ac = v 2 / r
MCUを備えた携帯電話での求心加速度を計算する図。ソース：ソース：Ilevanat
この式は以下で導出されます。定義により、加速度は時間の経過に伴う速度の変化です。
ポイントは非常に近いため、モバイルは経路内の時間Δtを使用します。
この図は、2つの位置ベクトルr 1とr 2も示しています。これらの係数は同じで、円周の半径rです。2点間の角度はΔφです。緑色で、モバイルで移動した円弧が目立ち、Δlで示されます。
右の図では、角度Δφが小さいため、速度の変化であるΔvの大きさがΔlにほぼ比例していることがわかります。しかし、速度の変化は正確に加速度に関連しています。三角形からは、次のベクトルを追加することで確認できます。
V 1 +ΔのV = V 2 →ΔのV = V 2 - V 1
Δのvが、それは求心加速度に比例しているので面白いです。図から、角度Δφ小さいこと、ベクトルΔのことがわかるvは両方に対して本質的に垂直であり、V 1及びV 2円の中心へとポイント。
これまで、ベクトルは太字で強調表示されていましたが、その後の幾何学的性質の影響のため、これらのベクトルのモジュールまたは大きさを使用して、ベクトル表記を省略しています。
その他：中心角の定義を利用する必要があります。
Δφ=Δl / r
次に、両方の図を比較します。角度Δφは一般的であるため比例します。
Δtによる除算：
a c = v 2 / r
運動が解決されました
粒子は半径2.70 mの円を移動します。ある瞬間の加速度は、移動方向と32.0度の角度をなす方向に1.05 m / s 2です。あなたの速度を計算します：
a）その時
b）接線加速度が一定であると仮定して、2.00秒後。
応答
これは、変化が円形の動きです。これは、加速度が、動きの方向に対して0°（円運動ではない）でも90°（均一な円運動）でもない特定の角度であることを示しているためです。
したがって、放射状と接線方向の2つのコンポーネントが共存します。それらは、cおよびtとして示され、次の図に描かれます。緑のベクトルは、正味の加速度ベクトル、または単に加速度aです。
パーティクルは、反時計回りの方向に円形のパスを移動し、円運動を変化させます。出典：commons.wikimedia.org
a）加速度成分の計算
a c = a.cosθ= 1.05 m / s 2。cos32.0º= 0.89 m / s 2（赤）
a t = a。sinθ= 1.05 m / s 2。sin32.0º= 0.57 m / s 2（オレンジ色）
モバイルの速度の計算
a c = v 2 / r なので、次のようになります。
v = v または + a t。t = 1.6 m / s +（0.57 x 2）m / s = 2.74 m / s
参考文献
- ジャンコリ、D。物理学。2006.アプリケーションに関する原則。第6版。プレンティスホール。107-108。
- ヒューイット、ポール。2012.概念物理学。第5版.Pearson.106-108。