Un treno modello, con una massa di 4 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 3 m. Se l'energia cinetica del treno cambia da 12 J a 48 J, di quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?

Un treno modello, con una massa di 4 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 3 m. Se l'energia cinetica del treno cambia da 12 J a 48 J, di quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?
Anonim

Risposta:

La forza centripeta cambia da # 8N # a # 32N #

Spiegazione:

Energia cinetica #K# di un oggetto con massa # M # muovendosi ad una velocità di # V # è dato da # 1/2 mV ^ 2 #. Quando aumenta l'energia cinetica #48/12=4# tempi, la velocità è quindi raddoppiata.

La velocità iniziale sarà data da # V = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 # e diventerà # # 2sqrt6 dopo aumento di energia cinetica.

Quando un oggetto si muove in un percorso circolare a una velocità costante, sperimenta una forza centripeta data da # F = mv ^ 2 / R #, dove: # F # è la forza centripeta, # M # è massa, # V # è velocità e # R # è il raggio del percorso circolare. Poiché non vi è alcun cambiamento di massa e raggio e la forza centripeta è anche proporzionale al quadrato della velocità, La forza centripeta all'inizio sarà # 4xx (sqrt6) ^ 2/3 # o # 8N # e questo diventa # 4xx (2sqrt6) ^ 2/3 # o # 32N #.

Quindi la forza centripeta cambia da # 8N # a # 32N #

Un treno modello, con una massa di 5 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 9 m. Se la velocità di rotazione del treno cambia da 4 Hz a 5 Hz, di quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?

Un treno modello, con una massa di 5 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 9 m. Se la velocità di rotazione del treno cambia da 4 Hz a 5 Hz, di quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?

Vedi di seguito: Penso che il modo migliore per farlo sia capire come cambia il periodo di tempo della rotazione: il periodo e la frequenza sono reciprocamente reciproci: f = 1 / (T) Quindi il periodo di tempo di rotazione del treno cambia da 0,25 secondi a 0,2 secondi. Quando la frequenza aumenta. (Abbiamo più rotazioni al secondo) Tuttavia, il treno deve ancora coprire l'intera distanza della circonferenza della traccia circolare. Circonferenza del cerchio: 18pi metri Velocità = distanza / tempo (18pi) /0.25= 226.19 ms ^ -1 quando la frequenza è 4 Hz (periodo di tempo = 0.25 s) (18pi) /0.2 = 282.74 ms

Un treno modello con una massa di 3 kg si muove lungo una pista a 12 (cm) / s. Se la curvatura della traccia cambia da un raggio di 4 cm a 18 cm, di quanto deve cambiare la forza centripeta applicata dalle tracce?

Un treno modello con una massa di 3 kg si muove lungo una pista a 12 (cm) / s. Se la curvatura della traccia cambia da un raggio di 4 cm a 18 cm, di quanto deve cambiare la forza centripeta applicata dalle tracce?

= 84000 dyne Let massa del treno m = 3kg = 3000 g Velocità del treno v = 12cm / s Raggio della prima traccia r_1 = 4cm Raggio della seconda traccia r_2 = 18cm conosciamo la forza centrifuga = (mv ^ 2) / r Diminuzione in forza in questo caso (mv ^ 2) / r_1- (mv ^ 2) / r_2 = (mv ^ 2) (1 / r_1-1 / r_2) = 310 ^ 3 * 12 ^ 2 (1 / 4-1 / 18 ) = 12000 (9-2) = 84000 #dyne

Un treno modello, con una massa di 3 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 1 m. Se l'energia cinetica del treno cambia da 21 a 36 j, da quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?

Un treno modello, con una massa di 3 kg, si muove su una pista circolare con un raggio di 1 m. Se l'energia cinetica del treno cambia da 21 a 36 j, da quanto cambierà la forza centripeta applicata dalle tracce?

Per renderlo semplice, scopriamo la relazione tra energia cinetica e forza centripeta con le cose che conosciamo: Sappiamo: "K.E." = 1 / 2momega ^ 2r ^ 2 e "forza centripeta" = momega ^ 2r Quindi, "K.E" = 1 / 2xx "forza centripeta" xxr Nota, r rimangono costanti nel corso del processo. Quindi, Delta "forza centripeta" = (2Delta "K.E.") / R = (2 (36-21) J) / (1m) = 30N

Fisica
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