向心力与离心力之间的差异[解释]
在本文中,您将了解什么是向心力与离心力? 以及它们在现实生活中的工作方式。它的定义、作用、例子,以及向心力和离心力的区别 用图片解释 .
此外,您还可以下载 PDF 文件 本文的最后。
什么是向心力?
向心力被定义为使物体沿弯曲路径运动并指向身体运动所围绕的中心的力。或者简单来说,向心力就是使物体保持圆周运动的力。
向心力的作用
想象一根绳子绕着一个圆圈摆动,绳子的末端连接着一个罐子。罐子处于恒定的加速度状态,因为它的速度由于其圆形路径而不断变化。罐子的加速度是由作用在物体上的合力引起的。
这总是将物体拉向圆心,没有这种力,物体将继续以直线运动。向心力是绳子上的张力。
向心力等于质量速度的平方除以半径。随着这些变量的变化,向心力也会改变,质量或速度的增加或半径的减小将导致向心力的增加。
质量或速度的减小或半径的增加将导致向心力的减小。如果绳子被切断,罐子将不再保持圆形路径,并且由于牛顿第一惯性定律,它将沿直线切线飞行。
向心力示例
- 重力将月球拉向地球中心,这个极点是使月球绕地球运行的向心力。如果地球引力不复存在,月球就会直线飞入太空。
- 向心力的另一个例子是在轮胎旋转时将泥土粘在轮胎上的力。随着轮胎转速的增加,向心力不足以将泥浆保持在轮胎上,泥浆会沿直线切线飞离轮胎。
向心力公式
向心力通常由下面给出的公式计算。
哪里,
- Fc =向心力
- m =物体的质量
- v =速度
- r =半径
什么是离心力?
它是物体沿远离旋转中心的圆形路径运动时所经历的外部想象力。离心力理论用于定义旋转设备的物理特性,如离心机、离心泵、离心调速器等。
离心力的作用
正如我们讨论的那样,连接在绳子上的罐子。向心力是在弦上产生张力的力。在这个例子中有两个视角,罐外和罐内。
正如牛顿第三定律所说,对于每一个动作,罐外都有一个相等且相反的反作用力,应该有一个向外的反作用力对向心力。这种中心逃逸力称为离心力。
反作用离心力是对向心力的反作用力。经历弯曲运动的罐子不断地朝着旋转轴加速。该向心加速度由向心力提供,该向心力由一些其他物体施加在罐上。
这是反作用离心力,它远离旋转中心,由旋转罐施加在产生向心加速度的物体上。如果将物体放在罐子里面,物体似乎有一个向外的力将其推向罐子底部并远离旋转中心。
表观离心力
表观离心力最常作为旋转参考系中的外向力引入。从某种意义上说,它不是相互作用的一部分,而是物体的惯性,它是明显的或想象的。物体自然想直线运动,但向心力不允许。
这种类型的力与描述非惯性参考系中的运动相关联,被称为虚拟力或惯性力。反作用力和表观离心力不是真正的力。因此,它是旋转的结果,而不是力。
表观离心力实际上是物体的惯性。离心力更准确的定义是没有离心力。
离心力示例
- 两极和赤道上物体的重量。
- 车辆在转弯时滑落或在弯道行驶时滑倒。
离心力公式
离心力通常由下面给出的公式计算。考虑到物体的速度是已知的,它的计算公式为,
在哪里
- V =移动罐的速度
- r =移动罐到中心的距离
- m =移动罐的质量
如果角速度已知,计算公式为,
在哪里
- ω = 角速度
- r =移动罐距中心的距离
- m =移动罐的质量
向心力和离心力的区别
以下是向心力与离心力的主要区别:
比较基于 | 向心力 | 离心力 |
---|---|---|
定义 | 它被定义为保持物体在圆形路径上运动并指向圆心的力。 | 它被定义为力是一个物体在远离旋转中心的圆形路径中移动时所受到的外部想象力。 |
简单来说 | 向心力是圆周运动所需的力。 | 离心力是迫使物体脱离中心的力。 |
自然 | 它认为是一种真实的力量,并对现实生活产生影响。 | 它被认为是一种想象的力量,但它也具有真实的效果。 |
运动方向 | 它会导致一个方向向中心旋转。 | 它会导致一个方向直行而无需转弯。 |
观察 | 这是从惯性参考系看到的。 | 这是从非惯性参考系看到的。 |
公式 | F =mv²/r 与离心力方向相反。 | F =mv ²/r 与向心力方向相反。 |
示例 | 月球绕地球运行。 | 转弯时车辆滑落。 |
应用程序 | 在过山车中,它在向心力的帮助下沿末端急转弯,防止它从轨道上移开。 | 你一定看过 Gravitron 的骑行,其中离心力通过让骑手感觉在空中给骑手带来乐趣。 |
总结
正如我上面所讨论的,向心力是使物体做圆周运动所需的力。而离心力是一种惯性力,在旋转的参考系中观察时似乎作用于所有物体。
所以现在,我希望你已经了解了“向心力与离心力 “。如果您对本文有任何疑问或疑问,请随时在评论中提问。如果这篇文章对您有帮助,请与您的朋友分享。
想要收件箱中的免费 PDF 吗?然后订阅我们的时事通讯。
工业技术