Hvordan beregne Centripetal Force
Share
Før du lærer hvordan du beregner sentripetalkraft, la oss se hva som er centripetalkraft og hvordan det er avledet. Et objekt som beveger seg i en sirkulær bane, akselererer selv om det opprettholder en konstant fart. Akselerasjonen opplevd av et slikt objekt kalles sentripetal akselerasjon, og det peker alltid mot midten av den sirkulære banen. I følge Newtons andre lov må det være a centripetal kraft peker på midten av den sirkulære banen, som er ansvarlig for den sirkulære bevegelsen. I denne artikkelen ser vi på flere eksempler på hvordan man skal beregne sentripetalkraft.
Hvordan finne Centripetal Force
Derivering av sentripetalkraft er ganske enkel når du er kjent med konseptene for centripetal akselerasjon og Newtons andre lov.
Den sentripetale akselerasjonen på en kropp som kjører i konstant fart 
i en sirkulær bane med en radius 
er gitt av
Hvis vinkelhastigheten til kroppen er 
, da kunne centripetal akselerasjonen bli skrevet som
Nå, for å gå fra centripetal kraft til centripetal akselerasjon, bruker vi ganske enkelt Newtons andre lov om bevegelse, 
. Deretter centripetal akselerasjon 
for en kropp som har masse 
er,
og,
Hvordan beregne Centripetal Force
Eksempel 1
En liten ball med en masse på 0,5 kg er festet til en streng, og den vikles med konstant fart i en horisontal sirkel, som har en radius på 0,4 m. Den sirkulære bevegelsen av ballen har en frekvens på 1,8 Hz.
a) Finn centripetalkraften.
b) Beregn hvor mye kraft som trengs for å flytte ballen i samme sirkel, men med to ganger hastigheten.
Hvordan beregne Centripetal Force - Eksempel 1
Eksempler på Centripetal Force
Vi vil nå se på flere situasjoner der konseptene vi har lært om sirkulær bevegelse, gjelder. Nøkkelen til å løse disse problemene er å identifiser den sirkulære banen og så finn den resulterende kraften som peker mot midten av den sirkulære banen. Denne resulterende kraft er den sentripetale kraften.
Sirkulær bevegelse av en konisk pendel
Anta en masse festet til enden av en streng av lengde 
laget for å bevege seg i en horisontal sirkel med radius , slik at strengen gjør en vinkel 
til vertikal. Situasjonen er illustrert nedenfor:
Hvordan beregne Centripetal Force - Conical Pendulum
Det er viktig å merke seg at pendel kan ikke svinges i en horisontal sirkel med strengen parallell med bakken. Gravity drar alltid pendelen ned, så det må alltid være en vertikal kraft for å balansere dette ut. Den vertikale kraften må komme fra spenningen, som virker langs strengen. Derfor, for at spenningen skal kunne balansere den nedadgående vektdrakten, må pendelens streng alltid være i en vinkel mot bakken.
Circular Motion og Banking
Banking skjer når for eksempel en bil kjører på et skrå spor i en sirkulær sti eller når en pilot forsiktig vinkler et fly for å opprettholde en sirkulær bane. Frie kroppsdiagrammet for begge tilfellene ser like ut, så jeg vil bare bruke ett diagram for å finne sentripetalkraften i begge tilfeller. Den eneste forskjellen er at kraften heter 
for bilen er reaksjonskraften mellom bilens dekk og veioverflaten, mens for flyet, er "Lift" kraften fra vingene. I begge tilfeller, refererer til massen av bilen / flyet.
Hvordan beregne Centripetal Force - Banking
Eksempel 2
En bil kjører på 20 m s-1 i en banket del av en vei. Hvis radiusen til den horisontale sirkulære banen er 200 m, beregne bankvinkelen som er nødvendig for å holde bilen beveget i denne hastigheten uten friksjon mellom dekkene og veien.
Hvis det er friksjon, vil det bidra til sentripetalkraft og kjøretøyet vil kunne bevege seg i større fart. Imidlertid antar vi friksjon er 0 her (forestill deg en veldig glatt vei).
Hvordan beregne Centripetal Force - Eksempel 2
