هو ثابت تسارع الجاذبية: حالات استخدام مختلفة ومشاكل مع الحقائق


العجلة المركزية هي كمية متجهية لأنها لها اتجاه جنبًا إلى جنب مع المقدار.

دائمًا ما يكون الجسم الذي له تسارع جاذب في حركة دائرية ، مما يؤدي إلى تغيير اتجاهه باستمرار. لذلك ، فإن تسارع الجاذبية ليس ثابتًا.

في هذا القسم ، دعنا نحاول الإجابة على بعض الأسئلة مثل ، "هل تسارع الجاذبية ثابت؟"

صيغة تسارع الجاذبية تعطى على النحو التالي: أc = الخامس2/r

أين،
تيار متردد = تسارع الجاذبية.
v = سرعة الجسم.
r = نصف قطر الدائرة.

تسارع الجاذبية هو أ ناقلات الكمية ، وبالتالي ، لكي تكون ثابتة ، يجب أن يكون حجمها واتجاهها ثوابت أيضًا. لاجل منحه الحركة الدائرية المنتظمة، سيكون مقدار تسارع الجاذبية ثابتًا لأن سرعة الجسم ونصف قطر المسار لن يتزعزعا. لكن الاتجاه سوف يتغير باستمرار ، وبالتالي ، لن يكون التسارع المركزي ثابتًا.

هل التسارع المركزي ثابت دائمًا ?

التسارع المركزي ليس ثابتًا أبدًا.

لا يكون تسارع الجاذبية ثابتًا أبدًا ، ولكن إذا كان نصف قطر المدار الذي يتحرك فيه الجسم كبيرًا جدًا وكانت سرعة الجسم أقل نسبيًا من جزء من الثانية أو نحو ذلك ، فيمكن اعتبار التسارع الجاذب بمثابة قيمة ثابتة.

إذا لم يكن الوضع المذكور موجودًا ، فعندئذٍ تسارع الجاذبية ليس ثابتًا أبدًا.

عندما يكون التسارع المركزي ثابتًا ?

عندما يكون نصف قطر الدائرة كبيرًا جدًا ، فإن ملف تسارع الجاذبية يمكن أن تكون ثابتة.

نصف قطر الدائرة هو بالفعل قيمة ثابتة. بالنظر إلى أن السرعة أيضًا ثابتة ، فبالنسبة للمسافة التي تساوي مماس الدائرة ، قد يكون العجلة المركزية ثابتة.

نظرًا لأن كل من الحجم والاتجاه يجب أن يكونا ثابتين حتى تكون كمية المتجه ثابتة ، فإن تسارع الجاذبية لهذا الظل يعتبر ثابتًا لأن الاتجاه لتلك المسافة المعينة لا يتغير.

هو ثابت تسارع الجاذبية
يمثل الخط الأصفر الصغير الموجود أعلى الدائرة مماس الدائرة.

مزيد من المعلومات حول كيف تجد تسارع الجاذبية المركزية.

عندما يكون التسارع المركزي غير ثابت ?

يوفر تسارع الجاذبية غير ثابت بشكل عام ، لأن اتجاه الجسم يتغير باستمرار في حركة دائرية.

تسارع الجاذبية، المعروف أيضًا باسم التسارع الشعاعي ، هو كمية متجهة تتكون من الاتجاه مع المقدار. دائمًا ما يكون المقدار في الحركة الدائرية المنتظمة ثابتًا ، ولكن نظرًا لأن المسار دائري ، فإن الاتجاه سيتغير باستمرار ، مما ينتج عنه قيمة غير ثابتة للتسارع.

وبالتالي ، فإن عجلة الجاذبية لن تكون ثابتة في وجود حركة دائرية منتظمة.

هل التسارع المركزي ثابت في المقدار ?

عندما يكون الكائن تسارع الجاذبية تحت حركة دائرية منتظمة، فإن مقدار عجلة الجاذبية ثابت.

إذا كان الكائن تحت تأثير الزي الرسمي حركة دائرية ثم عجلة الجاذبية سيكون له حجم ثابت.

ولكن ، إذا كان الجسم لا يتحرك في حركة دائرية منتظمة ، فستكون هناك مخرجات متفاوتة لمقدار عجلة الجاذبية المركزية.

هل تسارع الجاذبية المركزية ثابت في حركة دائرية منتظمة ?

لا تضمن الحركة الدائرية الموحدة الاستقرار في تسارع الجاذبية.

العجلة المركزية هي كمية متجهة ، ولكي تكون كمية المتجه ثابتة ، يجب أن يكون لها اتجاه ثابت وكذلك مقدار ثابت. ولكن نظرًا لأن حركة الجسم دائرية ، فإن اتجاهها سيتغير باستمرار. لذلك ، يمكن أن تضمن الحركة الدائرية المنتظمة مقدارًا ثابتًا ، لكنها لا تضمن اتجاهًا ثابتًا.

يمكن أن يساعد استثناء واحد فقط تسارع الجاذبية أن تكون ثابتة في حركة دائرية منتظمة ، وهو المدار الذي له نصف قطر كبير. ينتج نصف القطر الكبير عن محيط كبير ومحيط كبير لجزء من المسافة يبدو وكأنه خط مستقيم. لذلك ، قد لا يتغير اتجاه وحدة زمنية صغيرة ، وبالنسبة لتلك المسافة المحددة ، يمكن اعتبار التسارع المركزي ثابتًا.

تسريع الجاذبية هو ناقل ثابت ?

لكي تكون كمية المتجه ثابتة ، يجب أن يكون كلاهما ثوابت.

يوفر تسارع الجاذبية لا يمكن اعتباره متجهًا ثابتًا ، لأن الكائن المتحرك سيتبع مسارًا دائريًا بسبب تغير اتجاه الجسم باستمرار ، مما يحد من تسارع الجاذبية من أن يصبح متجهًا ثابتًا.

لذلك ، فإن عجلة الجاذبية ليست متجهًا ثابتًا ،

مزيد من المعلومات حول تسارع الجاذبية مقابل التسارع.

ماذا يحدث للتسارع المركزي عندما تكون السرعة ثابتة ?

لا يوجد مثل هذا التأثير للسرعة الثابتة على عجلة الجاذبية.

ستكون النتيجة الوحيدة هي الحجم الثابت. السرعة الثابتة لا تؤكد تسارع الجاذبية الثابت.

هناك صيغتان لعجلة الجاذبية ؛ يتضمن أحدهما السرعة (v) والآخر يتضمن السرعة الزاوية ω. يتم إعطاء الصيغتين على النحو التالي: أc = الخامس2/r

أين،
ac = تسارع الجاذبية.
v = سرعة الجسم.
r = نصف قطر الدائرة.

ac = ص / ω2

أين،
ac = تسارع الجاذبية.
ω = السرعة الزاوية للجسم.
r = نصف قطر الدائرة.

من كلتا الصيغتين ، من الواضح أن حجم تسارع الجاذبية سيتغير وفقًا للتغير في سرعة الجسم ، حيث يتناسب تسارع الجاذبية بشكل مباشر مع سرعة الجسم. وبالتالي ، إذا كانت هناك زيادة في السرعة ، فسوف يزداد أيضًا تسارع الجاذبية. وبالمثل ، إذا كان هناك انخفاض في السرعة ، فإن عجلة الجاذبية سينخفض ​​أيضًا بنفس الشكل.

اشتقاق تسارع الجاذبية المركزية

يمكن اشتقاق التسارع المركزي من عدة طرق وصيغ مختلفة. تتمثل إحدى هذه الطرق السهلة لاشتقاق تسارع الجاذبية في استخدام صيغة قوة الجاذبية. تُعطى صيغة القوة الجاذبة على النحو التالي: F = mv2/r

أين،
F = قوة الجاذبية.
م = كتلة الجسم.
v = سرعة الجسم.
r = نصف قطر الدائرة.

وفقًا لقانون نيوتن الثاني للحركة ، فإن القوة المؤثرة على الجسم تتناسب طرديًا مع تسارعه. لإزالة علامة التناسب ، يضاف ثابت. الثابت في هذه الحالة هو الكتلة (م). تُعطى صيغة قانون نيوتن الثاني للحركة على النحو التالي: F = ma

أين،
F = القوة.
م = كتلة الجسم.
أ = تسارع الجسم.
قم بمساواة معادلات القوة للحصول على صيغة لتسريع الجاذبية.

أماه = بالسيارات2/r

ولذلك،

أ = ت2/r

هنا ، العجلة (أ) تساوي عجلة الجاذبية (أc). لذلك ، أc = الخامس2/r

كيو: سيارة تسير بسرعة 77 م / ث على مسار دائري نصف قطره 205 م. ما هو عجلة الجاذبية المركزية للسيارة؟

الجواب: تُعطى صيغة حساب عجلة الجاذبية على النحو التالي: أc = الخامس2/r

عوّض بـ 77 m / s عن v و 205 m عن r في الصيغة لحساب عجلة الجاذبية المركزية.

لذلك ، فإن تسارع السيارة هو 28.92 م / ث2 الذهب حولها 29 م / ث2.

كيو: السرعة الزاوية للقارب 75 كم / ساعة ، وهو ما يصنع دوائر في بركة كبيرة لعرض سنوي. نصف قطر الدائرة حوالي 15 م. احسب عجلة الجاذبية المركزية للقارب.

الجواب: الصيغة المستخدمة لحساب عجلة الجاذبية المركزية للقارب هي: أc = ص2

تُحسب سرعة القارب بالكيلومتر / الساعة. يحتاج الأول إلى تحويل سرعة القارب من كيلومتر / ساعة إلى متر / ثانية. لتحويل السرعة من km / hr إلى m / s ، يجب ضرب السرعة المحددة بمقدار 1000 متر بحيث يصبح 1 كيلومتر = 1000 متر وقسمة السرعة المعطاة على 3600 ثانية على أنها ساعة واحدة = 1 ثانية. لذلك،

عوّض بـ 20.83 m / s عن ω و 15 m عن r في الصيغة لحساب عجلة الجاذبية المركزية.

لذلك ، فإن عجلة الجاذبية المركزية للقارب هي 6508.33 م / ث2.


دورفا ديف

أنا دورفا ديف ، أكملت تخرجي في الفيزياء. تسحرني الفيزياء كثيرًا وأحب أن أعرف "لماذا" و "كيف" لكل شيء يتكشف في كوننا. أحاول أن أكتب مدوناتي بلغة بسيطة لكنها فعالة حتى يسهل على القارئ فهمها كما يتذكرها. آمل بفضولي أن أتمكن من تزويد القراء بما يبحثون عنه من خلال مدوناتي. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn.

آخر المقالات

رابط إلى هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيدروكسيد الصوديوم عبارة عن قاعدة غير عضوية قوية ذات كتلة مولية 40 جم / مول. دعونا نناقش المزيد من هيدروكسيد الصوديوم في المقالة التالية. NaOH عبارة عن قاعدة معدنية قلوية ، لذا فإن طبيعة القاعدة قوية جدًا. إنه أيوني ...