المحتوى
- TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
- ما هي قوة الجاذبية؟
- صيغة للقوة الجاذبية وتسارع الجاذبية
- نصائح
- العثور على قوة الجاذبية مع معلومات غير كاملة
أي كائن يتحرك في دائرة يتسارع ، حتى لو ظلت سرعته كما هي. قد يبدو هذا غير بديهي لأنه كيف يمكن أن يكون لديك تسارع دون تغيير في السرعة؟ في الواقع ، لأن التسارع هو معدل تغير السرعة ، والسرعة تشمل السرعة واتجاه الحركة ، من المستحيل وجود حركة دائرية دون تسارع. بموجب قانون نيوتن الثاني ، أي تسارع (أ) مرتبط بقوة (F) بواسطة F = أماه، وفي حالة الحركة الدائرية ، تسمى القوة المعنية قوة الجاذبية. يعد تنفيذ ذلك عملية بسيطة ، ولكن قد تضطر إلى التفكير في الموقف بطرق مختلفة اعتمادًا على المعلومات التي لديك.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
أوجد قوة الجاذبية باستخدام الصيغة:
F = فيديو موسيقي2 / ص
هنا، F يشير القوة ، م هي كتلة الكائن ، الخامس هي سرعة عرضية للكائن ، و ص هو نصف قطر الدائرة التي ينتقل إليها. إذا كنت تعرف مصدر قوة الجاذبية (الجاذبية ، على سبيل المثال) ، يمكنك العثور على قوة الجاذبية باستخدام المعادلة لتلك القوة.
ما هي قوة الجاذبية؟
قوة الجاذبية ليست قوة بنفس طريقة قوة الجاذبية أو قوة الاحتكاك. توجد قوة الجاذبية المركزية بسبب وجود تسارع الجاذبية ، لكن السبب المادي لهذه القوة يمكن أن يختلف تبعًا للموقف المحدد.
فكر في حركة الأرض حول الشمس. على الرغم من أن سرعة مداره ثابتة ، إلا أنه يغير اتجاهه باستمرار ، وبالتالي فإن التسارع موجه نحو الشمس. يجب أن يكون سبب هذا التسارع قوة ، وفقًا لقوانين نيوتن الأولى والثانية للحركة. في حالة مدار الأرض ، تكون القوة التي تسبب التسارع هي الجاذبية.
ومع ذلك ، إذا قمت بلعب كرة على سلسلة في دائرة بسرعة ثابتة ، فإن القوة التي تسبب التسارع مختلفة. في هذه الحالة ، تكون القوة من التوتر في السلسلة. مثال آخر هو سيارة تحافظ على سرعة ثابتة ولكنها تدور في دائرة. في هذه الحالة ، فإن الاحتكاك بين عجلات السيارة والطريق هو مصدر القوة.
بمعنى آخر ، توجد قوى مركزية ، لكن السبب المادي لها يعتمد على الموقف.
صيغة للقوة الجاذبية وتسارع الجاذبية
التسارع المركزي هو اسم التسارع مباشرة باتجاه مركز الدائرة بحركة دائرية. يتم تعريف هذا بواسطة:
أ = الخامس2 / ص
أين الخامس هي سرعة الكائن في الخط المماسي للدائرة ، و ص هو دائرة نصف قطرها الدائرة التي تتحرك فيها. فكر في ما يمكن أن يحدث إذا كنت تتأرجح كرة متصلة بسلسلة في دائرة ، ولكن السلسلة اندلعت. سوف تطير الكرة في خط مستقيم من موقعها على الدائرة في وقت كسر السلسلة ، وهذا يمنحك فكرة عما الخامس يعني في المعادلة أعلاه.
لأن قانون نيوتن الثاني ينص على أن القوة = الكتلة × التسارع ، ولدينا معادلة للتسريع أعلاه ، يجب أن تكون القوة المركزية:
F = فيديو موسيقي2 / ص
في هذه المعادلة ، م يشير إلى الكتلة.
لذا ، للعثور على قوة الجاذبية المركزية ، تحتاج إلى معرفة كتلة الكائن ، ونصف قطر الدائرة التي يسافر فيها ، وسرعته العرضية. استخدم المعادلة أعلاه للعثور على القوة بناءً على هذه العوامل. قم بتربيع السرعة ، واضربها في الكتلة ، ثم قسّم النتيجة على نصف قطر الدائرة.
نصائح
العثور على قوة الجاذبية مع معلومات غير كاملة
إذا لم يكن لديك كل المعلومات التي تحتاجها للمعادلة أعلاه ، فقد يبدو الأمر وكأن العثور على القوة المركزية أمر مستحيل. ومع ذلك ، إذا كنت تفكر في الموقف ، فيمكنك في كثير من الأحيان معرفة ما يمكن أن يكون القوة.
على سبيل المثال ، إذا كنت تحاول العثور على قوة الجاذبية التي تعمل على كوكب يدور حول نجم أو قمر يدور حول كوكب ، فأنت تعلم أن قوة الجاذبية تأتي من الجاذبية. هذا يعني أنه يمكنك العثور على قوة الجاذبية دون سرعة عرضية باستخدام المعادلة العادية لقوة الجاذبية:
F = جم1م2 / ص2
أين م1 و م2 هي الجماهير ، G هو ثابت الجاذبية ، و ص هو الفصل بين الجماهير.
لحساب قوة الجاذبية دون دائرة نصف قطرها ، فأنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات (محيط الدائرة المتعلقة بنصف القطر بواسطة C = 2π_r ، على سبيل المثال) أو قيمة تسارع الجاذبية. إذا كنت تعرف تسارع الجاذبية ، يمكنك حساب قوة الجاذبية مباشرة باستخدام قانون نيوتن الثاني ، _F = أماه.