Калькулятор доцентрової сили
Доцентрова сила, прискорення, кутова швидкість і період обертання.
Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.
Знайдіть модуль рівнодійної сили до центра для рівномірного руху по колу. Маса й радіус додатні, швидкість — невід’ємний модуль у м/с. Подвоєння швидкості потребує вчетверо більшої радіальної сили; зчеплення шин і міцність троса тут не визначаються.
Як працює
Формула і логіка
Сила рахується як F = m × v² ÷ r. Прискорення дорівнює v² ÷ r, кутова швидкість — v ÷ r, а період одного оберту — 2πr ÷ v. Квадрат швидкості в чисельнику й перший степінь радіуса в знаменнику й дають ту саму несиметричність.
Приклад
Автомобілю масою 1200 кг на швидкості 15 м/с і радіусі 40 м потрібно 6750 Н до центра. На швидкості 30 м/с знадобилося б уже 27 000 Н.
Поля й одиниці
- Маса — кг
- Швидкість по колу — м/с
- Радіус — м
Як користуватися
- — Введіть масу тіла.
- — Введіть швидкість руху по колу.
- — Введіть радіус кола й прочитайте потрібну силу.
- — За швидкості 0 сила й кутова швидкість дорівнюють 0, скінченного періоду оберту немає. Від’ємне число тут не задає напрямок обертання.
Методика та обмеження
- Методика розрахунку
- Формула і логіка
- Джерело даних або норми
- OpenStax: радіальна сила за колового руху
- Обмеження
- Рівномірний рух по колу; сила є радіальною рівнодійною. Доступну силу й міцність перевіряють окремо.
FAQ
Чому швидкість важливіша за радіус?
Бо вона входить у квадраті, а радіус лише в першому степені. Подвоєння швидкості вимагає вчетверо більшої сили, а подвоєння радіуса зменшує її лише вдвічі.
Що створює доцентрову силу насправді?
Для автомобіля — тертя шин об дорогу, для супутника — тяжіння, для тягарця на нитці — натяг нитки. Доцентрова сила не є окремим видом сили: це роль, яку виконує якась справжня сила.
Чи існує відцентрова сила?
В інерційній системі потрібна рівнодійна до центра. В обертовій системі можна ввести відцентрову силу інерції назовні; це не додаткова зовнішня взаємодія. Вага, нормальна сила та інші складові сил також можуть діяти.
Чому доцентрова сила не виконує роботи?
Бо вона перпендикулярна до руху, а робота дорівнює силі на переміщення й на косинус кута. Косинус 90° дорівнює нулю, тому швидкість тіла на колі не змінюється.