HesapHanem

Merkezkaç Kuvveti Hesaplama

Dönen bir nesneye etki eden merkezkaç kuvvetini bulun.

Nasıl hesaplanır?

Kuvvet F = m × v² ÷ r formülüyle bulunur; m kütle (kg), v daire boyunca hız (m/s), r ise dairesel yolun yarıçapıdır (m). Sonuç newton (N) cinsindendir ve iki ondalığa yuvarlanır. Kütle ve yarıçap sıfırdan büyük olmalıdır. Hızın karesi alındığı için işareti önemli değildir ve hız iki katına çıkarsa kuvvet dört katına çıkar. Aynı formül, nesneyi çembersel yolda tutmak için (sürtünme, ip gerilmesi veya duvar tarafından) sağlanması gereken merkezcil kuvveti de verir. Araç sabit hızlı düzgün dairesel hareketi varsayar; nesnenin boyutunu ve yol eğimini hesaba katmaz.

Örnek hesaplama

1200 kg'lık bir araba 50 m yarıçaplı bir virajı 15 m/s (54 km/sa) hızla dönüyor. Hızın karesi: 15² = 225. Kütleyle çarpın: 1200 × 225 = 270.000. Yarıçapa bölün: 270.000 ÷ 50 = 5.400. Kuvvet 5.400,00 N çıkar; bu, aracın ağırlığının yaklaşık 0,46 katıdır. Lastikler virajda kalmak için en az bu kadar yanal kuvvet sağlamalıdır.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Hızı km/sa olarak girmek. Alan m/s bekler, bu yüzden 54 km/sa için 15 yazılmalıdır. 54 yazarsanız kuvvet 13 kat büyük çıkar.
  • Yarıçap yerine çapı girmek; sonuç olması gerekenin yarısı kadar çıkar.
  • Kilogram cinsinden kütle yerine newton cinsinden ağırlığı yazmak.
  • Kuvvetin hızla orantılı arttığını sanmak. Kuvvet hızın karesiyle artar; 15'ten 30 m/s'ye çıkınca dört katına çıkar.
  • Hız alanına dakikadaki devir sayısını yazmak. Önce doğrusal hıza çevirin: v = 2π × r × (devir/dk ÷ 60).

Kaynaklar

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, dairesel bir yörüngede hareket eden bir cismin kendi dönen referans çerçevesinden bakıldığında hissedilen dışa doğru sanal kuvvet olan merkezkaç kuvvetini, F = m·v²/r (açısal hızla eşdeğer olarak m·ω²·r), bulur — bu, aslında cismi döndürmeye devam ettiren gerçek içe doğru merkezcil kuvvetle büyüklük olarak eşit, yön olarak zıttır. Kütle m, hız v ve yarıçap r büyüklüğünü belirler; kuvvet hızın karesiyle artar, yarıçap büyüdükçe azalır.

Makine mühendisleri, maddeleri yoğunluklarına göre ayıran santrifüjleri (kan örnekleri, endüstriyel bulamaçlar) tasarlarken bunu kullanır; araç viraj davranışını inceleyen mühendisler, yolcuların ve yükün bir virajda hissettiği kuvvetleri anlamak için bundan yararlanır; lunapark tasarımcıları ise dönen atraksiyonlarda binicilerin yaşadığı kuvvetleri hesaplamak için kullanır. Dönen referans çerçevelerini öğrenen fizik öğrencileri, santrifüj kullanan laboratuvar teknisyenleri ve çamaşır makinesi sıkma çevrimi tasarlayan cihaz mühendisleri de bu hesaplayıcıyı düzenli olarak kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Sayıyı yerçekimi katı olarak düşünmek daha anlaşılırdır: kuvveti kütle çarpı 9,81'e bölerek g değerini bulun. 0,25 m yarıçapta 1.200 devir/dk dönen 5 kg'lık bir yük için hız yaklaşık 31,42 m/s olur, araç yaklaşık 19.739 N verir; bu da kabaca 402 g eder. Bu değerler çember üzerindeki tek bir cisim içindir. Bir santrifüjü, çamaşır makinesini ya da bir viraj hareketini mi kontrol ediyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar