Калькулятор центростремительной силы
Центростремительная сила, ускорение, угловая скорость и период обращения.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Найдите модуль результирующей силы к центру для равномерного движения по окружности. Масса и радиус положительные, скорость — неотрицательный модуль в м/с. При удвоении скорости нужна вчетверо большая радиальная сила, но расчёт не определяет сцепление шин, прочность троса или безопасную скорость.
Как считается
Формула и логика
F = m × v² ÷ r. Ускорение равно v² ÷ r, угловая скорость — v ÷ r, а период одного оборота — 2πr ÷ v.
Пример
Автомобилю массой 1 200 кг на скорости 15 м/с и радиусе 40 м нужно 6 750 Н к центру.
Поля и единицы
- Масса — кг
- Скорость по окружности — м/с
- Радиус — м
Как пользоваться
- — Введите массу движущегося тела в килограммах.
- — Укажите его скорость по окружности в метрах в секунду.
- — Укажите радиус окружности в метрах.
- — Сравните полученную силу с тем, что реально могут дать шины, трос или полотно.
- — При скорости 0 сила и угловая скорость равны 0, а конечного периода оборота нет. Отрицательная скорость здесь не задаёт направление вращения.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax: радиальная сила при круговом движении
- Ограничение
- Равномерное движение по окружности; сила — радиальная равнодействующая. Возможность её обеспечить определяется отдельно.
FAQ
Центростремительная сила — это отдельный вид силы?
Нет, это роль, а не источник. Её обеспечивают трение, натяжение, тяготение или полотно дороги; формула говорит, сколько нужно, а не откуда взять.
А как же центробежная сила?
В инерциальной системе нужна результирующая сила к центру. Во вращающейся системе можно вводить направленную наружу центробежную силу инерции; это не дополнительное внешнее взаимодействие. Вес, нормальная сила и другие компоненты сил при этом могут присутствовать.
Почему скорость важнее радиуса?
Скорость входит в квадрате, а радиус только в первой степени. Вдвое большая скорость требует вчетверо большей силы, вдвое меньший радиус — всего вдвое.
Показывается ли период для неподвижного тела?
Нет. При нулевой скорости оборот не завершится никогда, поэтому строка не выводится вместо показа неограниченного числа. Сама сила при этом законно равна нулю.