वृत्ताकार पथ पर घूमने वाली कोई भी वस्तु एक बल का अनुभव करती है। यह प्रक्षेपवक्र द्वारा वर्णित वृत्त के केंद्रीय बिंदु की ओर निर्देशित है। इस बल को अभिकेन्द्रीय बल कहते हैं।

केन्द्रापसारक बल को अक्सर काल्पनिक बल के रूप में जाना जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से उन बलों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो एक गैर-जड़त्वीय फ्रेम में गति से जुड़े होते हैं।

न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार प्रत्येक क्रिया की विपरीत दिशा और समान प्रतिक्रिया होती है। और इस अवधारणा में, केन्द्रापसारक बल अभिकेन्द्रीय बल की क्रिया पर कार्य करता है।

दोनों बल जड़त्वीय हैं, इसलिए केवल तभी जब कोई वस्तु चलती है। वे हमेशा जोड़े में भी दिखाई देते हैं और एक-दूसरे को संतुलित करते हैं। इसलिए, व्यवहार में इन्हें अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है।

केन्द्रापसारक और अभिकेन्द्रीय बल के उदाहरण

यदि आप एक पत्थर लेते हैं और उसमें एक रस्सी बांधते हैं, और फिर रस्सी को अपने सिर के ऊपर घुमाना शुरू करते हैं, तो एक सेंट्रिपेटल बल उत्पन्न होगा। यह पत्थर पर रस्सी के माध्यम से कार्य करेगा और उसे रस्सी की लंबाई से अधिक दूरी तक दूर नहीं जाने देगा, जैसा कि सामान्य फेंक के साथ होता है। केन्द्रापसारक बल विपरीत तरीके से कार्य करेगा। यह मात्रात्मक रूप से अभिकेन्द्रीय बल के बराबर और दिशा में विपरीत होगा। बंद प्रक्षेप पथ पर चलने वाला पिंड जितना अधिक विशाल होगा, बल उतना ही अधिक होगा।

यह सर्वविदित है कि चंद्रमा पृथ्वी के चारों ओर गोलाकार कक्षा में घूमता है। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच जो आकर्षण बल है वह अभिकेन्द्रीय बल का परिणाम है। इस मामले में, केन्द्रापसारक बल आभासी है और वास्तव में अस्तित्व में नहीं है। यह न्यूटन के तीसरे नियम का अनुसरण करता है। हालाँकि, अमूर्तता के बावजूद, केन्द्रापसारक बल दो खगोलीय पिंडों की परस्पर क्रिया में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके लिए धन्यवाद, पृथ्वी और उसके उपग्रह दूर नहीं जाते हैं या एक-दूसरे के करीब नहीं आते हैं, बल्कि स्थिर कक्षाओं में चलते हैं। केन्द्रापसारक बल के बिना वे बहुत पहले ही टकरा गये होते।

निष्कर्ष

1. जबकि अभिकेन्द्रीय बल वृत्त के केंद्र की ओर निर्देशित होता है, केन्द्रापसारक बल इसके विपरीत होता है।

2. केन्द्रापसारक बल को अक्सर जड़त्वीय या काल्पनिक बल कहा जाता है।

3. केन्द्रापसारक बल हमेशा मात्रात्मक मान के बराबर और दिशा में अभिकेन्द्रीय बल के विपरीत होता है।

5. "सेंट्रिपेटल" शब्द लैटिन शब्द से लिया गया है। "सेंट्रम" का अर्थ है केंद्र और "पीटेरे" का अर्थ है "खोजना।" "सेंट्रीफ्यूगल" की अवधारणा लैटिन शब्द "सेंट्रम" और "फ्यूगेरे" से ली गई है।

पवित्र ग्रंथ, वह डेविड और गोलियथ के बीच लड़ाई की साजिश को आसानी से याद कर सकता है। उस भयानक दैत्य को गोफन से मार डाला गया। लेकिन गोफन एक पूरी तरह से वास्तविक वस्तु है, एक बहुत ही सरल उपकरण है, एक हथियार है जिसका उपयोग उस समय किया जाता था जब धनुष को एक उन्नत तकनीक माना जाता था। स्लिंग के रूप में वर्गीकृत सबसे प्रारंभिक उत्खनन कलाकृतियाँ हजारों वर्ष पुरानी हैं। यह कहा जाना चाहिए कि अत्यंत सरल उपकरण के बावजूद, गोफन इतना हानिरहित नहीं था। एक अनुभवी फेंकने वाले के हाथ से गोफन से छोड़ा गया पत्थर लगभग सौ मीटर प्रति सेकंड की गति से दुश्मन की ओर उड़ गया। वास्तव में दर्ज की गई अधिकतम थ्रो रेंज 400 मीटर से अधिक थी।

ऐसे प्रभावशाली परिणाम किन भौतिक नियमों पर आधारित होते हैं? उत्तर: पत्थर की प्रारंभिक गति (और बाद में - एक गेंद के आकार में धातु प्रक्षेप्य की) इस रहस्यमय केन्द्रापसारक बल द्वारा सटीक रूप से दी गई थी, यह स्पष्ट नहीं है कि यह कहां से आती है। स्लिंग के अलावा, इस भौतिक घटना ने मनुष्यों द्वारा उपयोग की जाने वाली कई अन्य मशीनों और तंत्रों के निर्माण का आधार बनाया।

भौतिकी की दृष्टि से बल का वर्णन

अक्सर लोग, और कभी-कभी, यहां तक ​​कि तकनीकी विश्वविद्यालयों के छात्र भी, बातचीत में सेंट्रिपेटल बल जैसी अभिव्यक्ति का उपयोग करते हैं, इसे केन्द्रापसारक बल के साथ पहचानते हैं। निःसंदेह, दोनों शब्दों में बहुत कुछ समानता है, हालाँकि वे किसी भी तरह से एक ही चीज़ नहीं हैं। यह बेहतर ढंग से कल्पना करने के लिए कि हम किस घटना के बारे में बात कर रहे हैं, आपको स्कूल की भौतिकी को थोड़ा याद रखना होगा।

जड़ता क्या है? एक रिवॉल्वर की गोली का वजन लगभग 9 ग्राम होता है। यदि आप इसे लगभग एक मीटर ऊपर फेंकते हैं और फिर इसे अपने हाथ से पकड़ते हैं (गति 1.0 मीटर/सेकंड से कम), तो आप हल्का सा धक्का महसूस कर सकते हैं। वही गोली किसी हथियार से चलाई गई और लगभग 500 मीटर/सेकेंड की गति से चली। एक इंच मोटे पाइन बोर्ड में आसानी से छेद हो जाता है। और अंत में, समान द्रव्यमान के अंतरिक्ष मलबे का एक टुकड़ा, मक्खन के टुकड़े की तरह, पहले पलायन वेग (8,000 मीटर/सेकेंड) पर कक्षा में उड़ते हुए, आसानी से एक भारी टैंक में प्रवेश करेगा।

कोई भी पिंड जिसका द्रव्यमान m है और गति V से चल रहा है, उसमें गतिज ऊर्जा होती है:

फेंकी गई गोली के लिए:

ई = 0.009∙1 2/2 = 0.0045 जे।

पिस्तौल से गोली चलाने के लिए:

ई = 0.009∙500 2 /2=1 125 जे.

अंतरिक्ष मलबे के लिए:

ई = 0.009∙8,000 2 /2=288,000 जे

किसी गतिमान पिंड को रोकने के लिए उतनी ही ऊर्जा लगाना आवश्यक है; किसी स्थिर पिंड को इतनी गति से तेज करने के लिए उतनी ही ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है।

अब कल्पना करें कि एक सीधी रेखा में उड़ने वाला एक निश्चित पिंड अपनी गति की दिशा बदलने के लिए मजबूर है।

चित्र में दिखाए गए शरीर की गति x अक्ष - V x की दिशा में है, इसकी गति की दिशा बदलने से इसे कोटि अक्ष - V y की दिशा में गति मिलती है, जिसके अनुसार, ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता होती है:

अंत में, जड़ता के ज्ञान से लैस होकर, आप स्लिंग पर लौट सकते हैं। संक्षेप में कहें तो यह एक धागे पर गोलाकार पथ में घूमता हुआ एक पत्थर (वजन) है।

m द्रव्यमान वाला एक पिंड, यदि धागे से नहीं पकड़ा जाता है, तो सीधा उड़ जाएगा (वास्तव में, गोलियथ ने यही अनुभव किया था), लेकिन, धागे से पकड़े जाने पर, वह लगातार अपनी दिशा बदलता रहता है। जाहिर है, यह किसी प्रकार के बल के प्रभाव में होता है, जिसे आमतौर पर सेंट्रिपेटल - एफ सीएस कहा जाता है। इस मामले में, यह धागे का तनाव बल है।

लेकिन इस मामले में पत्थर उड़कर स्लिंगर के हाथ में क्यों नहीं आता? इसका कारण प्रतिभाशाली न्यूटन का तीसरा नियम है, जो बताता है कि किसी वस्तु पर लगाया गया कोई भी बल एक प्रतिक्रिया बल उत्पन्न करता है, जो परिमाण में बराबर और दिशा में विपरीत होता है। इस प्रकार केन्द्रापसारक बल F सीबी का जन्म होता है।

जीवन से उदाहरण

यह कोई संयोग नहीं है कि लेख की शुरुआत में गोफन पर विचार किया गया है - केन्द्रापसारक बल की क्रिया का सबसे सरल उदाहरण, जिसे मॉडल करना, आज़माना और महसूस करना नाशपाती के गोले जितना आसान है। लेकिन इसके अलावा, यह भौतिक मात्रा कई चीजों और वस्तुओं में मौजूद होती है जो हमें हर दिन घेरे रहती हैं। इस प्रकार, सीट बेल्ट रीलों में काम करने वाला केन्द्रापसारक बल यात्रा को सुरक्षित बनाता है।

मछली पकड़ने के प्रेमी, इस शक्ति के बिना, अपने पसंदीदा शौक में शामिल नहीं हो पाएंगे और फिर हमें लंबी कहानियाँ नहीं सुना पाएंगे। उदाहरण के लिए, भारी फीडर फेंकना लड़ाकू स्लिंग की एक-पर-एक नकल है। और एक मछुआरे के हाथ में घूमने वाली छड़ी या कार्प टैकल एक ही हथियार से ज्यादा कुछ नहीं है, केवल एक घातक पत्थर के बजाय एक चम्मच, वॉबलर या जिग है।

केन्द्रापसारक बल की गणना कैसे करें

केन्द्रापसारक बल के अदिश मान की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

एफ केन्द्रापसारक बल का वांछित मूल्य है, एन;

मी - शरीर का वजन, किग्रा;

वी - शरीर की गति की गति, मी/से;

आर - घूर्णन की त्रिज्या, एम।

गणना के उदाहरण

आइए उस बल की गणना करें जिसके साथ पत्थर को गोफन से बाहर धकेला जाता है: गोफन के हाथ से बिस्तर तक बेल्ट की लंबाई 1 मीटर है। योद्धा अपने हथियार को 2 चक्कर प्रति सेकंड की गति से घुमाता है। एक गोफन में 200 ग्राम वजन का एक पत्थर होता है।

एल = 2πR = 2∙3.14∙1=6.28 मीटर।

इस प्रकार, प्रति सेकंड पत्थर 2∙L = 6.28∙2 = 12.56 मीटर उड़ता है, यह इसकी गति है - 12.56 मीटर/सेकेंड।

आवश्यक मान इस प्रकार पाया जाता है:

एफ = एमवी 2 /आर = 0.2 किग्रा∙12.56 2 /1 = 31.55 एन।

जबरदस्ती काम पर लगाओ

ऐसे कई उदाहरण हैं जहां केन्द्रापसारक बल उपयोगी कार्य करता है। सेना में हथियार फेंकने के अलावा यह आधुनिक खेलों में भी बढ़िया काम करता है। हथौड़ा और कुछ हद तक डिस्कस फेंकने की तकनीक प्रक्षेप्य को घुमाकर गति प्रदान करने पर आधारित है।

सभी प्रकार की हजारों मशीनों का संचालन सिद्धांत केन्द्रापसारक बल के उपयोग पर आधारित होता है। आपको अधिक दूर जाने की आवश्यकता नहीं है, बस सबसे सामान्य प्रकार के पंपों में से एक का नाम याद रखें। और इसे "केन्द्रापसारक" कहा जाता है। तथाकथित के अंदर ब्लेड वाला एक "घोंघा" पहिया कुछ कार्यशील तरल पदार्थ (तरल या गैस) को घुमाता है। जिसके बाद, केन्द्रापसारक बलों के कारण, पंप परिधि की बाहरी दीवार पर बढ़े हुए दबाव का एक क्षेत्र बनता है, और विलेय के केंद्र में कम दबाव का एक क्षेत्र बनता है, जहां रोटेशन की गति न्यूनतम होती है। इस प्रकार, परिवहन किया गया माध्यम, केंद्रीय भाग में पाइप के माध्यम से पंप गुहा में प्रवेश करके, बाहरी दीवार में आउटलेट के माध्यम से दबाव में छोड़ा जाता है।

और ये तो सिर्फ एक उदाहरण है. केन्द्रापसारक बल कृषि में सभी प्रकार की सफाई मशीनों में काम करते हैं। थोक सामग्रियों के पृथक्करण (पृथक्करण) का सिद्धांत विभिन्न घनत्वों और द्रव्यमानों के कारण कणों द्वारा प्राप्त ऊर्जा में अंतर पर आधारित है।

और, अंत में, सबसे रोजमर्रा का उदाहरण, जिस पर विचार करने के लिए आपको स्टेडियम या अनाज फार्म में जाने की आवश्यकता नहीं है। जरा देखिए कि सबसे साधारण वॉशिंग मशीन स्पिन चक्र पर कैसे काम करती है। केन्द्रापसारक बल के कारण कपड़े धोने को ड्रम की दीवारों के खिलाफ दबाया जाता है, इतना कि 1000 आरपीएम पर घूमने के बाद। मशीन से कपड़े लगभग सूखे ही आते हैं।

जब वे उससे लड़ते हैं

लेकिन केन्द्रापसारक बल हमेशा वांछनीय नहीं होता है। कुछ मामलों में आपको इससे लड़ना पड़ता है. मशीन टूल उद्योग में बड़े हिस्से, खनन डंप ट्रकों के इंजन में जहाज तंत्र घूमते समय भारी भार का अनुभव करते हैं। घूर्णन आधार पर स्थापित प्रत्येक कम या ज्यादा भारी संरचनात्मक तत्व टूट जाता है और घूर्णन के केंद्र के विपरीत दिशा में उड़ जाता है। और बन्धन, उदाहरण के लिए, हेलीकाप्टर ब्लेड एक संपूर्ण विज्ञान है।

हर मोटर चालक जानता है कि फिसलन भरी सड़क पर कार सड़क की सतह के मोड़ के विपरीत दिशा में भी बहती है। कभी-कभी आप देख सकते हैं कि कैसे, तीव्रतम मोड़ों पर, सड़क कर्मचारी जानबूझकर वक्रता के केंद्र की ओर झुक जाते हैं।

प्रकृति में केन्द्रापसारक बल

प्रकृति में केन्द्रापसारक बल की अभिव्यक्ति का एक उल्लेखनीय उदाहरण भूमध्यरेखीय क्षेत्रों में ज्वार का उतार और प्रवाह है। सच तो यह है कि चंद्रमा न केवल पृथ्वी की परिक्रमा करता है। हमारा ग्रह, हालांकि अपने उपग्रह से बहुत भारी है, फिर भी इसके साथ थोड़ा "नृत्य" करता है, एक छोटे से दायरे में इसके चारों ओर थोड़ा घूमता है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि दो क्षेत्रों में - चंद्रमा की ओर निर्देशित और विपरीत - विश्व महासागर के पानी के कूबड़ बनते हैं।

वैसे, चंद्रमा को ज्वारीय शक्तियों से अधिक नुकसान हुआ। उन्होंने ही इसका अपनी धुरी पर घूमना बंद कर दिया। केन्द्रापसारक बल के लिए धन्यवाद, नीले ग्रह के निवासी अपने प्राकृतिक उपग्रह का केवल एक तरफ ही देख सकते हैं।

संक्षिप्त विवरण

तो, केन्द्रापसारक बल अभिकेन्द्रीय बल की प्रतिक्रिया है। केन्द्रापसारक बल का अदिश मान पिंड के द्रव्यमान के रैखिक गति के वर्ग के गुणनफल के सीधे आनुपातिक और घूर्णन की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है। बल वेक्टर घूर्णन के केंद्र से होकर गुजरता है और उसकी दिशा इससे दूर होती है।

जैसा कि आप जानते हैं, किसी भी भौतिक शरीर के लिए तब तक आराम या एकरूपता की स्थिति बनाए रखना आम बात है जब तक उस पर कोई बाहरी प्रभाव लागू नहीं होता। केन्द्रापसारक बल इस सार्वभौमिकता की अभिव्यक्ति से अधिक कुछ नहीं है। हमारे जीवन में, यह इतनी बार पाया जाता है कि हम व्यावहारिक रूप से इसे नोटिस नहीं करते हैं और अवचेतन स्तर पर इस पर प्रतिक्रिया करते हैं।

अवधारणा

केन्द्रापसारक बल एक प्रकार का प्रभाव है जो एक भौतिक बिंदु पर उन बलों पर होता है जो इसकी गति की स्वतंत्रता को बाधित करते हैं और इसे जोड़ने वाले शरीर के सापेक्ष वक्रतापूर्वक चलने के लिए मजबूर करते हैं। चूँकि ऐसे पिंड का विस्थापन वेक्टर लगातार बदल रहा है, भले ही इसकी पूर्ण गति अपरिवर्तित रहे, त्वरण मान शून्य के बराबर नहीं होगा। इसलिए, न्यूटन के दूसरे नियम के कारण, जो किसी पिंड के द्रव्यमान और त्वरण पर बल की निर्भरता स्थापित करता है, केन्द्रापसारक बल उत्पन्न होता है। आइए अब प्रसिद्ध अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी के तीसरे नियम को याद करें। उनके अनुसार, वे जोड़े में मौजूद हैं, जिसका अर्थ है कि केन्द्रापसारक बल को किसी चीज़ द्वारा संतुलित किया जाना चाहिए। वास्तव में, कुछ तो होना ही चाहिए जो शरीर को उसके घुमावदार रास्ते पर रखता है! यह सही है, केन्द्रापसारक बल के साथ, अभिकेन्द्रीय बल भी एक घूमती हुई वस्तु पर कार्य करता है। उनके बीच का अंतर यह है कि पहला शरीर पर लागू होता है, और दूसरा उस बिंदु के साथ उसके कनेक्शन पर लागू होता है जिसके चारों ओर घूर्णन होता है।

केन्द्रापसारक बल कहाँ उत्पन्न होता है?

जैसे ही आप अपना हाथ एक छोटे से वजन को खोलते हैं जो एक डोरी से बंधा होता है, आपको तुरंत डोरी का तनाव महसूस होने लगता है। यदि केन्द्रापसारक बल का प्रभाव न होता तो रस्सी टूट जाती। हर बार जब हम एक वृत्ताकार पथ (साइकिल, कार, ट्राम आदि से) पर चलते हैं, तो हम मोड़ से विपरीत दिशा में दब जाते हैं। इसलिए, उच्च गति वाले ट्रैक पर, तीव्र मोड़ वाले क्षेत्रों में, प्रतिस्पर्धी रेसर्स को अधिक स्थिरता देने के लिए ट्रैक में एक विशेष ढलान होता है। आइए एक और दिलचस्प उदाहरण देखें. चूँकि हमारा ग्रह एक अक्ष के चारों ओर घूमता है, केन्द्रापसारक बल इसकी सतह पर मौजूद किसी भी वस्तु को प्रभावित करता है। परिणामस्वरूप, सब कुछ थोड़ा आसान हो जाता है। यदि आप 1 किलो का वजन लेकर उसे ध्रुव से भूमध्य रेखा की ओर ले जाएं तो उसका वजन 5 ग्राम कम हो जाएगा। इतने छोटे मूल्यों के साथ, यह परिस्थिति महत्वहीन लगती है। हालाँकि, जैसे-जैसे वजन बढ़ता है, यह अंतर बढ़ता जाता है। उदाहरण के लिए, आर्कान्जेस्क से ओडेसा पहुंचने वाला एक लोकोमोटिव 60 किलोग्राम हल्का हो जाएगा, और 20,000 टन वजनी, सफेद सागर से काला सागर तक यात्रा करते समय, 80 टन तक हल्का हो जाएगा! ऐसा क्यों हो रहा है?

क्योंकि हमारे ग्रह के घूमने से उत्पन्न होने वाला केन्द्रापसारक बल पृथ्वी की सतह से उस पर मौजूद हर चीज को बिखेर देता है। केन्द्रापसारक बल का परिमाण क्या निर्धारित करता है? आइए न्यूटन के दूसरे नियम को फिर से याद करें। केन्द्रापसारक बल के परिमाण को प्रभावित करने वाला पहला पैरामीटर, निश्चित रूप से, घूमने वाले शरीर का द्रव्यमान है। और दूसरा पैरामीटर त्वरण है, जो वक्रीय गति में घूर्णन की गति और शरीर द्वारा वर्णित त्रिज्या पर निर्भर करता है। इस निर्भरता को सूत्र के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है: a = v 2 /R. यह पता चला: एफ =एम*वी 2 /आर। वैज्ञानिकों ने गणना की है कि यदि हमारी पृथ्वी 17 गुना तेजी से घूमती है, तो भूमध्य रेखा पर भारहीनता होगी, और यदि एक पूर्ण क्रांति केवल एक घंटे में पूरी हो जाती है, तो न केवल भूमध्य रेखा पर, बल्कि सभी समुद्रों में भी वजन में कमी महसूस की जाएगी। और देश, जो इसके निकट हैं।

प्रयोगशाला कार्य संख्या 1.9

अध्ययन हेतु विषय

केन्द्रापसारक बल, घूर्णी गति, कोणीय वेग, जड़त्वीय बल।

सिद्धांत

परिवर्तनशील द्रव्यमान वाला एक पिंड परिवर्तनशील त्रिज्या और परिवर्तनशील कोणीय वेग वाले एक वृत्त में घूमता है। उपरोक्त मापदंडों पर शरीर के केन्द्रापसारक बल की निर्भरता स्थापित की गई है।

उपकरण

केन्द्रापसारक बल का अध्ययन करने के लिए उपकरण 11008.00 1

ट्रॉली 11060.00 1

माउंटिंग बोल्ट 03949.00 1

प्रयोगशाला मोटर, ~220 वी 11030.93 1

ड्राइव तंत्र, 30/1

प्रयोगशाला इंजन के लिए 11029.00 1

बियरिंग ब्लॉक 02845.00 1

ड्राइव बेल्ट 03981.00 1

छेद के साथ तिपाई, एल=100 मिमी 02036.01 1

बेलनाकार समर्थन 02006.55 1

विद्युत आपूर्ति, 5वी/2.4ए 11076.99 1

स्प्रिंग स्केल के लिए धारक 03065.20 1

तिपाई -पास-, आयताकार, एल=250 मिमी 02025.55 1

क्लैंप संलग्नक

गोल या आयताकार सलाखों के लिए 02043.00 2

टेबल क्लैंप -पास- 02010.00 2

वन, = 100 मीटर 02090.00 1

डायनेमोमीटर, 2 एन 03065.03 1

स्लॉट के साथ वजन, 10 ग्राम, काला 02205.01 4

स्लॉट के साथ वजन, 50 ग्राम, काला 02206.01 2

काउंटर 11207.30 1 के साथ लाइट बैरियर

इसके अतिरिक्त:

प्रयोगशाला मोटर, ~115 वी 11030.90 1

लक्ष्य

केन्द्रापसारक बल की निर्भरता निर्धारित करें:

कोणीय वेग;

घूर्णन अक्ष से ट्रॉली के गुरुत्वाकर्षण केंद्र तक की दूरी।

चावल। 1: केन्द्रापसारक बल को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप।

स्थापना एवं प्रगति

चित्र में दिखाए अनुसार इंस्टॉलेशन को असेंबल करें। 1. लाल पॉइंटर को गाड़ी के केंद्र में स्थित रॉड से जोड़ें। इसका उपयोग घूर्णन अक्ष से गाड़ी के गुरुत्वाकर्षण केंद्र तक की दूरी निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। केन्द्रापसारक बल ट्रैक के अंत में, गाइड छड़ों के बीच एक हल्का अवरोध चिह्न चिपकाएँ। पूर्ण रोटेशन समय मापते समय, मोड पर स्विच करें।

सुनिश्चित करें कि अधिकतम त्रिज्या के साथ चलते समय गाड़ी प्रकाश अवरोध के संपर्क में न आए।

जैसे-जैसे कोणीय वेग बढ़ता है, केन्द्रापसारक बल में परिवर्तन के कारण त्रिज्या बढ़ती है, जिसकी भरपाई डायनेमोमीटर की क्रिया से होती है।

द्रव्यमान पर केन्द्रापसारक बल की निर्भरता का निर्धारण।

कार्ट में अतिरिक्त वजन जोड़ें. केन्द्रापसारक बल का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण एक स्थिर गति और एक दिए गए द्रव्यमान पर घूमता है। परिणामी बल निर्धारित करें डायनेमोमीटर का उपयोग करना। एक ब्लॉक का उपयोग करके, गाड़ी को एक धागे के साथ एक डायनेमोमीटर (धागे की लंबाई लगभग 26 सेमी) और एक हुक से जोड़ा जाता है। डायनेमोमीटर को उसके निम्नतम स्थान पर ले जाएँ। पूरे प्रयोग के दौरान स्थिर कोणीय वेग मोटर गति से निर्धारित होता है। ताकत को परिभाषित करें अतिरिक्त भार के बिना ट्रॉली के लिए. पद लाल सूचक को चिपकने वाली टेप के एक टुकड़े से चिह्नित करें। ऐसा करने के लिए, बिजली स्रोत बंद करके मोटर बंद करें। गाड़ी पर अतिरिक्त भार रखें और डायनेमोमीटर को तब तक खींचे जब तक गाड़ी ब्लॉक के सामने न रुक जाए। बिजली का स्रोत चालू करें. डायनेमोमीटर को सबसे ऊपरी स्थिति में लॉक करें और इसे नीचे खींचें (1 सेमी के अंतराल पर)। इस मामले में, कार्ट पर सूचक को चिह्नित स्थिति के करीब पहुंचना चाहिए " " उपयुक्त बल निर्धारित करें , जब सूचक स्थिति के साथ मेल खाता है " ».

टिप्पणी

यदि गाड़ी निशान से आगे बढ़ती है, तो मोटर बंद कर दें। डायनेमोमीटर को ऊपर खींचें और इंजन को पुनरारंभ करें।

कोणीय वेग पर केन्द्रापसारक बल की निर्भरता का निर्धारण।

प्रयोग के इस भाग में, गाड़ी का द्रव्यमान स्थिर रहता है। एक पूर्व निर्धारित त्रिज्या को चिह्नित करें (उदा. =20 सेमी) चिपकने वाली टेप के एक टुकड़े के साथ। अलग-अलग कोणीय गति से गाड़ी स्थिति तक पहुँचती है (डायनेमोमीटर को प्रयोग के पिछले भाग की तरह समायोजित करें)। उपयुक्त बल निर्धारित करें . परिभ्रमण काल ​​को जानना , कोणीय वेग की गणना करें .

गाड़ी के द्रव्यमान और घूर्णन अक्ष की दूरी पर केन्द्रापसारक बल की निर्भरता का निर्धारण।

गाड़ी का द्रव्यमान स्थिर रहता है। पूरे चक्र में एक स्थिर कोणीय वेग मोटर गति द्वारा निर्धारित किया जाता है। वृत्त की त्रिज्या बढ़ाएँ डायनेमोमीटर को घुमाकर. उपयुक्त बल निर्धारित करें और त्रिज्या .

चावल। 2: मास एक गतिशील समन्वय प्रणाली में निकाय।

सिद्धांत और गणना

एक समन्वय प्रणाली के लिए जो कोणीय वेग से घूमती है किसी भौतिक बिंदु की गति का समीकरण (द्रव्यमान के साथ)। और त्रिज्या वेक्टर ) का रूप है:

(1)

गुरुत्वाकर्षण बल ट्रैक की प्रतिक्रिया से संतुलित होता है। गाड़ी एक गतिशील समन्वय प्रणाली में आराम की स्थिति में है जो निरंतर कोणीय वेग से घूमती है (= 0; = स्थिरांक = 0; = स्थिरांक).

चावल। 3: द्रव्यमान पर केन्द्रापसारक बल की निर्भरता .