งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1.9

หัวข้อที่จะศึกษา

แรงเหวี่ยง การเคลื่อนที่แบบหมุน ความเร็วเชิงมุม แรงเฉื่อย

หลักการ

วัตถุที่มีมวลแปรผันจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยมีรัศมีแปรผันและความเร็วเชิงมุมแปรผัน

มีการสร้างการพึ่งพาแรงเหวี่ยงของร่างกายกับพารามิเตอร์ข้างต้น

อุปกรณ์

เครื่องมือศึกษาแรงเหวี่ยง 11008.00 1

รถเข็น 11060.00 1

สลักเกลียวยึด 03949.00 1

มอเตอร์สำหรับห้องปฏิบัติการ ~220 V 11030.93 1

กลไกขับเคลื่อน 30/1

สำหรับเครื่องยนต์ในห้องปฏิบัติการ 11029.00 1

บล็อคแบริ่ง 02845.00 1

สายพานขับ 03981.00 1

ขาตั้งกล้องแบบมีรู l=100 มม. 02036.01 1

ส่วนรองรับทรงกระบอก 02006.55 1

แหล่งจ่ายไฟ 5V/2.4A 11076.99 1

ที่วางเครื่องชั่งสปริง 03065.20 1

ขาตั้งกล้อง -PASS-, สี่เหลี่ยม, l=250 มม. 02025.55 1

สิ่งที่แนบมาหนีบ

สำหรับเหล็กเส้นกลมหรือสี่เหลี่ยม 02043.00 2

ที่หนีบโต๊ะ -PASS- 02010.00 2 ป่าไม้

= 100 ม. 02090.00 1

ไดนาโมมิเตอร์ 2 N 03065.03 1

ตุ้มน้ำหนักแบบมีช่อง 10 กรัม สีดำ 02205.01 4

น้ำหนักแบบมีช่องใส่ 50 กรัม สีดำ 02206.01 2

แผงกั้นแสงพร้อมเคาน์เตอร์ 11207.30 1

นอกจากนี้:

มอเตอร์สำหรับห้องปฏิบัติการ ~115 V 11030.90 1

เป้า

พิจารณาการพึ่งพาแรงเหวี่ยงบน:

ความเร็วเชิงมุม;

ระยะห่างจากแกนหมุนถึงจุดศูนย์ถ่วงของรถเข็น

ข้าว. 1: การตั้งค่าการทดลองสำหรับการวัดแรงเหวี่ยง

การติดตั้งและความคืบหน้า

ประกอบการติดตั้งดังแสดงในรูป 1. ติดตัวชี้สีแดงเข้ากับแกนที่อยู่ตรงกลางรถเข็น สามารถใช้กำหนดระยะห่างจากแกนหมุนถึงจุดศูนย์ถ่วงของรถเข็นได้ ที่ส่วนท้ายของรางแรงเหวี่ยง ให้ติดเครื่องหมายกั้นแสงระหว่างแท่งนำ เมื่อวัดเวลาการหมุนเต็ม ให้สลับไปที่โหมด

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารถเข็นไม่สัมผัสกับแผงกั้นแสงเมื่อเคลื่อนที่ไปตามรัศมีสูงสุด

เมื่อความเร็วเชิงมุมเพิ่มขึ้น รัศมีจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ ซึ่งได้รับการชดเชยด้วยการกระทำของไดนาโมมิเตอร์

เพิ่มน้ำหนักเพิ่มเติมลงในรถเข็น อุปกรณ์สำหรับศึกษาแรงเหวี่ยงหมุนด้วยความเร็วคงที่และมวลที่กำหนด กำหนดแรงที่เกิดขึ้น โดยใช้ไดนาโมมิเตอร์ เมื่อใช้บล็อกรถเข็นจะเชื่อมต่อด้วยด้ายกับไดนาโมมิเตอร์ (ความยาวของด้ายประมาณ 26 ซม.) และขอเกี่ยว ย้ายไดนาโมมิเตอร์ไปที่ตำแหน่งต่ำสุด ความเร็วเชิงมุมคงที่ในระหว่างการทดลองทั้งหมดถูกกำหนดโดยความเร็วของมอเตอร์ กำหนดความแข็งแกร่ง สำหรับรถเข็นที่ไม่มีภาระเพิ่มเติม ตำแหน่ง ».

ทำเครื่องหมายตัวชี้สีแดงด้วยเทปกาว เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้หยุดมอเตอร์โดยปิดแหล่งพลังงาน

วางน้ำหนักเพิ่มเติมบนรถเข็นแล้วยืดไดนาโมมิเตอร์จนกระทั่งรถเข็นหยุดอยู่หน้าบล็อก

เปิดแหล่งพลังงาน ล็อคไดนาโมมิเตอร์ไว้ที่ตำแหน่งบนสุดแล้วดึงลง (ที่ระยะห่าง 1 ซม.) ในกรณีนี้ ตัวชี้บนรถเข็นควรเข้าใกล้ตำแหน่งที่ทำเครื่องหมายไว้ "

- กำหนดกำลังที่เหมาะสม เมื่อพอยน์เตอร์ตรงกับตำแหน่ง” ความคิดเห็น หากรถเข็นเคลื่อนเกินเครื่องหมาย ให้ปิดมอเตอร์ ดึงไดนาโมมิเตอร์ขึ้นแล้วสตาร์ทเครื่องยนต์อีกครั้ง การพิจารณาการพึ่งพาแรงเหวี่ยงกับความเร็วเชิงมุม .

ในการทดลองในส่วนนี้ มวลของรถเข็นจะคงที่

ทำเครื่องหมายรัศมีที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น =20 ซม.) ด้วยเทปกาว ด้วยความเร็วเชิงมุมที่แตกต่างกัน รถเข็นจะถึงตำแหน่ง (ปรับไดนาโมมิเตอร์เหมือนในส่วนก่อนหน้าของการทดลอง) กำหนดกำลังที่เหมาะสม .

- ทราบระยะเวลาการหมุน ให้คำนวณความเร็วเชิงมุม

การหาค่าการพึ่งพาแรงเหวี่ยงกับมวลของรถเข็นและระยะห่างถึงแกนหมุน

มวลของรถเข็นคงที่ ความเร็วเชิงมุมคงที่ตลอดทั้งรอบถูกกำหนดโดยความเร็วของมอเตอร์ เพิ่มรัศมีของวงกลม โดยการเคลื่อนไดนาโมมิเตอร์ กำหนดกำลังที่เหมาะสม และรัศมี ข้าว. 2: พิธีมิสซา

(1)

วัตถุในระบบพิกัดเคลื่อนที่ (= 0; ทฤษฎีและการคำนวณ สำหรับระบบพิกัดที่หมุนด้วยความเร็วเชิงมุม

สมการการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ (มีมวล .

และเวกเตอร์รัศมี

ซึ่งมักจะสะดวก ตัวอย่างเช่น เมื่อห้องปฏิบัติการทั้งหมดหมุน การพิจารณาการเคลื่อนไหวทั้งหมดที่สัมพันธ์กันอาจสะดวกกว่า โดยแนะนำเฉพาะแรงเฉื่อยเพิ่มเติมซึ่งรวมถึงแรงเหวี่ยงที่กระทำต่อจุดวัสดุทั้งหมด มากกว่าที่จะคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในตำแหน่งของแต่ละ จุดสัมพันธ์กับระบบอ้างอิงเฉื่อย

บ่อยครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวรรณกรรมด้านเทคนิค พวกเขาถ่ายโอนโดยปริยายไปยังกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยซึ่งหมุนไปด้วยวัตถุ และพูดถึงการปรากฏของกฎความเฉื่อยในฐานะแรงเหวี่ยงที่กระทำต่อส่วนของวัตถุที่เคลื่อนไหว ตามเส้นทางวงกลมวัตถุบนจุดเชื่อมต่อที่ทำให้เกิดการหมุนนี้ และตามคำนิยามแล้ว ให้พิจารณาว่ามีขนาดเท่ากับแรงสู่ศูนย์กลางและมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงนั้นเสมอ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีทั่วไป เมื่อจุดศูนย์กลางการหมุนของร่างกายทันทีตามแนวโค้งวงกลมซึ่งประมาณวิถีโคจรที่จุดแต่ละจุด อาจไม่ตรงกับจุดเริ่มต้นของเวกเตอร์แรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว จะเรียกไม่ถูกต้อง แรงที่กระทำต่อการเชื่อมต่อของแรงเหวี่ยง ท้ายที่สุดแล้วยังมีองค์ประกอบของแรงเชื่อมต่อซึ่งพุ่งตรงไปยังวิถีสัมผัสและส่วนประกอบนี้จะเปลี่ยนความเร็วของร่างกายไปตามนั้น ดังนั้นนักฟิสิกส์บางคนจึงมักหลีกเลี่ยงการใช้คำว่า "แรงเหวี่ยง" โดยไม่จำเป็น

YouTube สารานุกรม

• 1 / 5

  โดยทั่วไป แนวคิดเรื่องแรงเหวี่ยงจะใช้ภายในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก (นิวตัน) ซึ่งเป็นส่วนหลักของบทความนี้ (แม้ว่าในบางกรณีจะสรุปแนวคิดนี้ได้ง่ายมากสำหรับกลศาสตร์สัมพัทธภาพก็ตาม)

  ตามคำนิยาม แรงเหวี่ยงคือแรงเฉื่อย (ในกรณีทั่วไป ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแรงเฉื่อยทั้งหมด) ในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย โดยไม่ขึ้นกับความเร็วการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุในกรอบอ้างอิงนี้ และยังเป็นอิสระจากความเร่ง (เชิงเส้นหรือเชิงมุม) ของระบบอ้างอิงนี้สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อย

  สำหรับจุดวัสดุ แรงเหวี่ยงจะแสดงตามสูตร:

  F → = − m [ ω → × [ ω → × R → ] ] = m (ω 2 R → − (ω → ⋅ R →) ω →) , (\displaystyle (\vec (F))=-m\ ซ้าย[(\vec (\omega ))\times \left[(\vec (\omega ))\times (\vec (R))\right]\right]=m\left(\omega ^(2)( \vec (R))-\left((\vec (\omega ))\cdot (\vec (R))\right)(\vec (\omega ))\right),) F → (\displaystyle (\vec (F)))- แรงเหวี่ยงที่ใช้กับร่างกาย ม. (\รูปแบบการแสดงผล\ม.)- มวลร่างกาย, ω → (\displaystyle (\vec (\omega )))- ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของระบบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยสัมพันธ์กับความเร็วเฉื่อย (ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุมถูกกำหนดโดยกฎสว่าน) R → (\displaystyle (\vec (R)))- เวกเตอร์รัศมีของร่างกายในระบบพิกัดการหมุน

  นิพจน์ที่เทียบเท่ากันสำหรับแรงเหวี่ยงสามารถเขียนได้เป็น

  F → = m ω 2 R 0 → (\displaystyle (\vec (F))=m\omega ^(2)(\vec (R_(0))))

  ถ้าเราใช้สัญกรณ์ R 0 → (\displaystyle (\vec (R_(0))))สำหรับเวกเตอร์ที่ตั้งฉากกับแกนการหมุนแล้วลากจากเวกเตอร์ไปยังจุดวัสดุที่กำหนด

  แรงเหวี่ยงสำหรับวัตถุที่มีขนาดจำกัดสามารถคำนวณได้ (ตามปกติที่ทำกับแรงอื่นๆ) โดยการบวกแรงเหวี่ยงที่กระทำต่อจุดวัตถุ ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เราแบ่งวัตถุที่มีขนาดจำกัดทางจิตใจ

  บทสรุป

  ในวรรณคดีมีความเข้าใจคำว่า "แรงเหวี่ยง" แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง บางครั้งเรียกว่าแรงจริงที่ไม่ได้ใช้กับร่างกายที่ทำการเคลื่อนไหวแบบหมุน แต่กระทำจากด้านข้างของร่างกายบนจุดเชื่อมต่อที่จำกัดการเคลื่อนไหว ในตัวอย่างที่กล่าวถึงข้างต้น นี่จะเป็นชื่อที่ตั้งให้กับแรงที่กระทำจากลูกบอลบนสปริง (ดูตัวอย่างลิงก์ไปยัง TSB ด้านล่าง)

  แรงเหวี่ยงเท่ากับแรงจริง

  ไม่ได้ใช้กับการเชื่อมต่อ แต่ตรงกันข้ามกับวัตถุที่หมุนได้ซึ่งเป็นวัตถุที่มีอิทธิพล คำว่า "แรงเหวี่ยง" (ตามตัวอักษรคือแรงที่ใช้กับวัตถุที่หมุนหรือหมุนเพื่อบังคับให้มัน วิ่งจากจุดศูนย์กลางการหมุนทันที) เป็นคำสละสลวยที่มีพื้นฐานจากการตีความกฎข้อที่หนึ่ง (หลักการของนิวตัน) ในรูปแบบที่ผิด:

  ทุกคน ต่อต้านการเปลี่ยนสถานะการพักหรือการเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก

  ทุกคน มุ่งมั่นรักษาสภาวะนิ่งหรือการเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอจนกว่าแรงภายนอกจะกระทำ

  เสียงสะท้อนของประเพณีนี้คือความคิดบางอย่าง ความแข็งแกร่งเป็นปัจจัยทางวัตถุที่ตระหนักถึงการต่อต้านหรือความปรารถนานี้ เป็นการเหมาะสมที่จะพูดถึงการมีอยู่ของพลังดังกล่าว ถ้าหากวัตถุที่เคลื่อนไหวยังคงรักษาความเร็วไว้ได้ แม้ว่าจะมีแรงกระทำก็ตาม แต่กลับไม่เป็นเช่นนั้น

  การใช้คำว่า "แรงเหวี่ยง" จะใช้ได้เมื่อจุดที่ใช้ไม่ใช่วัตถุที่กำลังหมุน แต่เป็นข้อจำกัดที่จำกัดการเคลื่อนที่ ในแง่นี้ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์เป็นหนึ่งในคำศัพท์ที่กำหนดกฎข้อที่สามของนิวตัน ซึ่งเป็นศัตรูกับแรงสู่ศูนย์กลางที่ทำให้เกิดการหมุนของวัตถุที่เป็นปัญหาและนำมาใช้กับแรงนั้น แรงทั้งสองนี้มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม แต่จะนำไปใช้กับ แตกต่างร่างกายและดังนั้นจึงไม่ชดเชยซึ่งกันและกัน แต่ทำให้เกิดผลที่จับต้องได้จริงๆ - การเปลี่ยนแปลงทิศทางการเคลื่อนไหวของร่างกาย (จุดวัสดุ)

  คงเหลืออยู่ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยลองพิจารณาเทห์ฟากฟ้าสองดวง เช่น ส่วนประกอบของดาวคู่ที่มีมวลตามลำดับขนาดเท่ากัน ม 1 (\displaystyle (M_(1)))และ M 2 (\displaystyle (M_(2)))ซึ่งตั้งอยู่ห่างไกล R (\รูปแบบการแสดงผล R)จากกันและกัน. ในแบบจำลองที่นำมาใช้ ดาวเหล่านี้ถือเป็นจุดวัตถุและ R (\รูปแบบการแสดงผล R)คือระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางมวล แรงโน้มถ่วงทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างวัตถุเหล่านี้ F G: G M 1 M 2 / R 2 (\displaystyle (F_(G)):(GM_(1)M_(2)/R^(2))), ที่ไหน G (\displaystyle G)- ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง นี่เป็นแรงกระทำเพียงอย่างเดียวที่นี่ มันทำให้เกิดการเร่งความเร็วของร่างกายเข้าหากัน

  อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่แต่ละวัตถุเหล่านี้หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมด้วยความเร็วเชิงเส้น เวอร์ชัน 1 (\displaystyle (v_(1))) = ω 1 (\displaystyle (\โอเมก้า )_(1)) R 1 (\displaystyle (R_(1)))และ เวอร์ชัน 2 (\displaystyle (v_(2))) = R 2 (\displaystyle (R_(2)))จากนั้นระบบไดนามิกดังกล่าวจะคงการกำหนดค่าไว้เป็นเวลาไม่จำกัดหากความเร็วเชิงมุมของการหมุนของวัตถุเหล่านี้เท่ากัน: ω 1 (\displaystyle (\โอเมก้า _(1))) = ω 2 (\displaystyle (\โอเมก้า _(2))) = ω (\displaystyle \โอเมก้า )และระยะทางจากจุดศูนย์กลางการหมุน (จุดศูนย์กลางมวล) จะสัมพันธ์กันดังนี้: M 1 / M 2 (\รูปแบบการแสดงผล (M_(1)/M_(2))) = R 2 / R 1 (\รูปแบบการแสดงผล (R_(2)/R_(1))), และ R 2 + R 1 = R (\รูปแบบการแสดงผล (R_(2))+(R_(1))=R)ซึ่งตามมาจากความเท่าเทียมกันของแรงกระทำโดยตรง: F 1 = M 1 a 1 (\displaystyle (F_(1))=(M_(1))(a_(1)))และ F 2 = M 2 a 2 (\displaystyle (F_(2))=(M_(2))(a_(2)))โดยที่ความเร่งอยู่ตามลำดับ: a 1 (\displaystyle (a_(1)))= ω 2 R 1 (\displaystyle (\โอเมก้า ^(2))(R_(1)))และ a 2 = ω 2 R 2 (\displaystyle (a_(2))=(\omega ^(2))(R_(2)))

  วัตถุใดๆ ที่หมุนเป็นวงกลมจะเกิดแรง มุ่งตรงไปยังจุดศูนย์กลางของวงกลมที่อธิบายโดยวิถีโคจร แรงนี้เรียกว่าแรงสู่ศูนย์กลาง

  แรงเหวี่ยงหนีศูนย์มักถูกเรียกว่าหรือแรงสมมติ ใช้เพื่ออ้างถึงแรงที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในกรอบที่ไม่เฉื่อยเป็นหลัก

  ตามกฎข้อที่สามของนิวตัน การกระทำทุกอย่างมีทิศทางตรงกันข้ามและมีปฏิกิริยาที่เท่ากัน และในแนวคิดนี้ แรงเหวี่ยงจะกระทำต่อการกระทำของแรงสู่ศูนย์กลาง

  แรงทั้งสองเป็นแรงเฉื่อย ดังนั้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เท่านั้น พวกเขายังปรากฏเป็นคู่และสมดุลกันอยู่เสมอ ดังนั้นในทางปฏิบัติจึงมักถูกละเลย

  ตัวอย่างของแรงเหวี่ยงและแรงสู่ศูนย์กลาง

  หากคุณเอาก้อนหินมาผูกเชือกไว้ แล้วเริ่มหมุนเชือกเหนือหัว แรงสู่ศูนย์กลางจะเกิดขึ้น มันจะกระทำผ่านเชือกที่อยู่บนหินและไม่ยอมให้มันเคลื่อนออกไปไกลกว่าความยาวของเชือกเหมือนที่จะเกิดขึ้นกับการขว้างตามปกติ แรงเหวี่ยงจะกระทำในทิศทางตรงกันข้าม มันจะเท่ากันในเชิงปริมาณและตรงกันข้ามในทิศทางกับแรงสู่ศูนย์กลาง ยิ่งวัตถุมีมวลมากเคลื่อนไปตามวิถีปิด แรงก็จะมากขึ้นตามไปด้วย

  เป็นที่ทราบกันดีว่าดวงจันทร์โคจรรอบโลกเป็นวงโคจรเป็นวงกลม แรงดึงดูดที่มีอยู่ระหว่างโลกกับดวงจันทร์เป็นผลมาจากแรงสู่ศูนย์กลาง แรงเหวี่ยงในกรณีนี้เป็นแรงเสมือนและไม่มีอยู่จริง สิ่งนี้ตามมาจากกฎข้อที่สามของนิวตัน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีสิ่งที่เป็นนามธรรม แต่แรงเหวี่ยงก็มีบทบาทสำคัญในปฏิสัมพันธ์ของวัตถุท้องฟ้าทั้งสอง ด้วยเหตุนี้โลกและดาวเทียมจึงไม่เคลื่อนที่ออกหรือเข้าใกล้กันมากขึ้น แต่เคลื่อนที่ในวงโคจรที่อยู่กับที่ หากไม่มีแรงเหวี่ยง พวกมันคงชนกันมานานแล้ว

  บทสรุป

  1. ในขณะที่แรงสู่ศูนย์กลางพุ่งเข้าหาศูนย์กลางของวงกลม แต่แรงเหวี่ยงกลับอยู่ตรงข้ามกับแรงนั้น

  2. แรงเหวี่ยงหนีศูนย์มักเรียกว่าแรงเฉื่อยหรือแรงสมมติ

  3. แรงเหวี่ยงหนีศูนย์มีค่าเชิงปริมาณเท่ากันเสมอและตรงข้ามกับแรงสู่ศูนย์กลาง

  5. คำว่า "centripetal" มาจากคำภาษาละติน “Centrum” แปลว่าศูนย์กลาง และ “Petere” แปลว่า “แสวงหา” แนวคิด "แรงเหวี่ยง" มาจากคำภาษาละติน "centrum" และ "fugere"

  เปิดร่ม วางปลายร่มไว้บนพื้น หมุนไปรอบๆ และในเวลาเดียวกันก็ขว้างลูกบอล กระดาษยับ ผ้าเช็ดหน้า หรือวัตถุที่มีน้ำหนักเบาและไม่แตกหักภายใน สิ่งที่ไม่คาดคิดจะเกิดขึ้นกับคุณ ราวกับว่าร่มไม่ต้องการรับของขวัญ: ลูกบอลหรือลูกบอลกระดาษจะคลานขึ้นไปที่ขอบร่มแล้วบินจากที่นั่นเป็นเส้นตรง

  
  

  แรงที่ขว้างลูกบอลออกไปในการทดลองนี้มักเรียกว่า "แรงเหวี่ยง" แม้ว่าจะเรียกว่า "แรงเฉื่อย" ก็ตาม ตรวจพบเมื่อใดก็ตามที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางวงกลม นี่ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าหนึ่งในกรณีของการสำแดงความเฉื่อย - ความปรารถนาของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อรักษาทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่

  เราเผชิญกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์บ่อยกว่าที่เราสงสัย คุณหมุนก้อนหินผูกเชือกรอบมือของคุณ คุณรู้สึกว่าเชือกถูกยืดออกและขู่ว่าจะขาดภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยง อาวุธโบราณสำหรับการขว้างก้อนหิน - สลิง - ทำงานด้วยแรงเท่ากัน หากหมุนเร็วเกินไปและไม่แข็งแรงพอ หากคุณคล่องแคล่ว ความแข็งแกร่งแบบเดียวกันนี้จะช่วยให้คุณเล่นกลได้
  

  ด้วยแก้วที่น้ำไม่ไหลออกมาแม้ว่าจะพลิกกลับด้านก็ตาม: ในการทำเช่นนี้คุณเพียงแค่ต้องโบกกระจกเหนือหัวอย่างรวดเร็วโดยอธิบายวงกลม แรงเหวี่ยงช่วยให้นักปั่นจักรยานละครสัตว์บรรยายถึง "วงเวียนปีศาจ" ที่น่าเวียนหัวได้ นอกจากนี้ยังแยกครีมออกจากนมด้วยเครื่องแยกแบบแรงเหวี่ยง เธอสกัดน้ำผึ้งจากรวงผึ้งด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยง มันทำให้เสื้อผ้าแห้งโดยปล่อยน้ำออกจากเครื่องอบผ้าแบบแรงเหวี่ยงแบบพิเศษ ฯลฯ

  เมื่อรถรางอธิบายส่วนโค้งของเส้นทาง เช่น เมื่อเปลี่ยนจากถนนหนึ่งไปอีกถนนหนึ่ง ผู้โดยสารจะสัมผัสได้ถึงแรงเหวี่ยงโดยตรง ซึ่งกดพวกเขาไปที่ผนังด้านนอกของรถ ด้วยความเร็วที่เพียงพอ รถทั้งคันอาจถูกพลิกคว่ำด้วยแรงนี้ หากไม่ได้วางรางกลมด้านนอกให้สูงกว่ารางด้านในอย่างระมัดระวัง เนื่องจาก
  

  ส่งผลให้รถเอียงเข้าด้านในเล็กน้อยเมื่อเลี้ยว ฟังดูค่อนข้างแปลก: รถม้าที่เอนไปด้านหนึ่งจะมั่นคงมากกว่ารถม้าที่ยืนตัวตรง!

  
  

  และยังเป็นเช่นนั้น และประสบการณ์เล็กๆ น้อยๆ จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ม้วนแผ่นกระดาษแข็งเป็นรูประฆังกว้างหรือดีกว่านั้นให้เอาชามที่มีผนังทรงกรวยถ้าคุณมีไว้ในบ้าน มีประโยชน์อย่างยิ่งตามจุดประสงค์ของเราคือฝาทรงกรวย - แก้วหรือดีบุก - จากหลอดไฟฟ้า ติดอาวุธด้วยวัตถุเหล่านี้ โยนเหรียญ วงกลมโลหะเล็กๆ หรือแหวนใส่มัน พวกเขาจะอธิบายวงกลมที่ด้านล่างของจานโดยเอนเข้าด้านในอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเหรียญหรือแหวนช้าลง มันจะเริ่มอธิบายวงกลมเล็กลงเรื่อยๆ และเข้าใกล้ศูนย์กลางของจาน แต่การทำให้เหรียญหมุนเร็วขึ้นอีกครั้งโดยการหมุนจานเล็กน้อยนั้นไม่มีค่าใช้จ่ายใดๆ เลย จากนั้นเหรียญจะเคลื่อนออกจากศูนย์กลาง โดยอธิบายวงกลมที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ถ้ามันเร่งความเร็วมากเกินไป มันอาจกลิ้งออกจากจานจนหมดด้วยซ้ำ

  
  

  สำหรับการแข่งขันปั่นจักรยาน ทางที่เรียกว่าเวโลโดรมจะจัดเส้นทางแบบวงกลมพิเศษ และคุณจะเห็นได้ว่าเส้นทางเหล่านี้โดยเฉพาะบริเวณที่เลี้ยวหักศอกนั้นถูกจัดวางโดยมีความลาดเอียงไปทางศูนย์กลางอย่างเห็นได้ชัด จักรยานหมุนไปตามตำแหน่งที่เอนเอียงมาก - เหมือนเหรียญในถ้วย - และไม่เพียงไม่ล้มคว่ำ แต่ในทางกลับกัน มันอยู่ในตำแหน่งนี้ที่ได้รับความมั่นคงเป็นพิเศษ ในละครสัตว์ นักปั่นจักรยานจะทำให้ผู้ชมประหลาดใจด้วยการปั่นจักรยานเป็นวงกลมบนพื้นที่ที่มีความลาดชัน ตอนนี้คุณเข้าใจแล้วว่านี่ไม่ใช่สิ่งผิดปกติ ในทางตรงกันข้าม มันจะเป็นศิลปะที่ยากสำหรับนักปั่นจักรยานที่จะหมุนตัวแบบนั้นบนเส้นทางเรียบและแนวนอน ด้วยเหตุผลเดียวกัน ผู้ขี่และม้าจึงโน้มตัวเข้าด้านในเมื่อเลี้ยวหักศอก

  
  

  จากปรากฏการณ์เล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ ให้เราก้าวไปสู่ปรากฏการณ์ที่ใหญ่กว่ากัน โลกที่เราอาศัยอยู่นั้นเป็นสิ่งที่หมุนได้ และแรงเหวี่ยงจะต้องปรากฏออกมาบนนั้น มันหมายความว่าอะไร? ความจริงก็คือเนื่องจากการหมุนของโลก ทุกสิ่งบนพื้นผิวจึงเบาลง ยิ่งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร สิ่งต่างๆ ในวงกลมก็จะมีขนาดใหญ่ขึ้นใน 24 ชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าพวกมันหมุนเร็วขึ้นและลดน้ำหนักมากขึ้น ถ้าน้ำหนักกิโลกรัมถูกถ่ายโอนจากขั้วโลกไปยังเส้นศูนย์สูตรและชั่งน้ำหนักอีกครั้งด้วยสเกลสปริง จะพบว่าน้ำหนักที่ขาดหายไปจะแสดงโดย5 กรัม แน่นอนว่าความแตกต่างนั้นน้อย แต่ยิ่งของหนักก็ยิ่งขาดแคลนมากขึ้น รถจักรไอน้ำที่มาจาก Arkhangelsk ถึง Odessa ที่นี่เบากว่า 60 กิโลกรัม - น้ำหนักของผู้ใหญ่ และเรือรบที่มีน้ำหนัก 20,000 ลำที่มาจากทะเลสีขาวถึงทะเลดำลดน้ำหนักที่นี่ - ไม่มากก็น้อย - 80 ตัน นี่คือน้ำหนักของรถจักรไอน้ำที่ดี!

  
  

  ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เพราะโลกที่หมุนอยู่มีแนวโน้มที่จะกระจายทุกสิ่งออกจากพื้นผิวของมัน เช่นเดียวกับร่มที่เราพบในประสบการณ์ของเราขว้างลูกบอลที่ขว้างไปออกไป เขาจะโยนมันทิ้งไป แต่สิ่งนี้ถูกขัดขวางโดยความจริงที่ว่าโลกดึงดูดทุกสิ่งมาสู่ตัวมันเอง เราเรียกสถานที่นี้ว่า "แรงโน้มถ่วง" การหมุนไม่สามารถเหวี่ยงสิ่งต่าง ๆ ออกจากโลกได้ แต่สามารถลดน้ำหนักได้ นี่คือเหตุผลว่าทำไมสิ่งต่างๆ จึงเบาลงเล็กน้อยเนื่องจากการหมุนของโลก

  
  

  ยิ่งหมุนเร็วเท่าไร น้ำหนักที่ลดลงก็จะยิ่งเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าหากโลกไม่หมุนเหมือนปัจจุบัน แต่เร็วขึ้น 17 เท่า สิ่งต่างๆ ที่เส้นศูนย์สูตรก็จะสูญเสียน้ำหนักทั้งหมด พวกมันก็จะไร้น้ำหนัก และถ้าโลกหมุนเร็วขึ้นอีก เช่น มันทำการปฏิวัติเต็มรูปแบบในเวลาเพียง 1 ชั่วโมง สิ่งต่างๆ จะสูญเสียน้ำหนักทั้งหมด ไม่เพียงแต่ที่เส้นศูนย์สูตรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในทุกประเทศและทะเลที่อยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรด้วย

  
  

  แค่คิดว่าสิ่งนี้หมายความว่าสิ่งต่าง ๆ ลดน้ำหนักลง! ท้ายที่สุดแล้ว นี่หมายความว่าจะไม่มีสิ่งใดที่คุณไม่สามารถยกได้: ตู้รถไฟไอน้ำ ก้อนหินขนาดใหญ่ ปืนใหญ่ขนาดยักษ์ เรือรบทั้งหมดพร้อมเครื่องจักรและปืนทั้งหมดที่คุณจะยกได้ราวกับขนนก และถ้าคุณทิ้งมันไว้ มันก็ไม่เป็นอันตราย พวกเขาจะไม่บดขยี้ใครเลย พวกเขาจะไม่บดขยี้คุณเพราะพวกเขาจะไม่ล้มเลย ท้ายที่สุดแล้ว พวกเขาไม่ได้ชั่งน้ำหนักอะไรเลย! พวกมันจะลอยอยู่ในอากาศโดยที่พวกมันถูกปล่อยออกจากมือ ถ้าขณะนั่งอยู่ในตะกร้าบอลลูน และคุณตัดสินใจทิ้งสิ่งของลงน้ำ สิ่งของเหล่านั้นจะไม่ตกลงไปไหน แต่จะคงอยู่ในอากาศ มันจะเป็นโลกที่น่าทึ่ง! คุณสามารถกระโดดได้สูงเท่าที่คุณไม่เคยกระโดดในฝัน: สูงกว่าอาคารและภูเขาที่สูงที่สุด แต่อย่าลืมว่ากระโดดได้ง่ายมาก แต่ไม่สามารถกระโดดกลับได้ หากคุณขาดน้ำหนักคุณจะไม่ล้มลงกับพื้นด้วยตัวเอง

  
  

  จะมีความไม่สะดวกอื่น ๆ ในโลกนี้ คุณเองจะเข้าใจได้ว่าอะไร: ทุกสิ่ง - ทั้งเล็กและใหญ่หากไม่ได้ยึดติด - จะเพิ่มขึ้นจากสายลมเพียงเล็กน้อยที่แทบจะมองไม่เห็นและพุ่งไปในอากาศ ผู้คน สัตว์ รถยนต์ เกวียน เรือ ทุกอย่างจะพุ่งกระฉูดไปในอากาศ พังทลาย บิดเบี้ยว และบาดเจ็บซึ่งกันและกัน...

  
  

  นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากโลกหมุนเร็วขึ้นมาก

  คุณเคยเฝ้าดูชายคนหนึ่งตัดต้นไม้จากระยะไกลหรือไม่? หรือบางทีคุณเคยเห็นช่างไม้ทำงานอยู่ห่างจากคุณและตอกตะปู? คุณอาจสังเกตเห็นสิ่งที่แปลกมาก: ไม่ได้ยินเสียงการกระแทกเมื่อขวานฟันเข้ากับต้นไม้หรือเมื่อค้อนกระแทกตะปู แต่ต่อมาเมื่อขวานหรือค้อนมาถึงแล้ว...

  ในบรรดาวัสดุที่ถ่ายทอดเสียงได้ดี ฉันพูดถึงกระดูกในบทความที่แล้ว ต้องการดูว่ากระดูกกะโหลกศีรษะของคุณเองมีคุณสมบัตินี้หรือไม่? หยิบแหวนนาฬิกาพกด้วยฟันแล้วเอามือปิดหู คุณจะได้ยินเสียงที่วัดได้ของบาลานเซอร์ค่อนข้างชัดเจน ซึ่งดังกว่าเสียงติ๊กที่หูรับรู้ผ่านทางอากาศอย่างเห็นได้ชัด เสียงเหล่านี้เข้าถึงหูของคุณผ่าน...

  อยากเห็นอะไรแปลกๆไหม..- เย็นวันหนึ่งพี่ชายหันมาหาฉัน.- มาห้องถัดไปกับฉันด้วย ห้องนั้นมืด พี่ชายหยิบเทียนแล้วเราก็ไป ฉันเดินไปข้างหน้าอย่างกล้าหาญเปิดประตูอย่างกล้าหาญและเข้าไปในห้องก่อนอย่างกล้าหาญ แต่ทันใดนั้นฉันก็ตกตะลึง: สัตว์ประหลาดไร้สาระบางตัวกำลังมองมาที่ฉันจากผนัง แบนเป็น...

  “คริสโตเฟอร์ โคลัมบัสเป็นผู้ชายที่ยิ่งใหญ่” เด็กนักเรียนคนหนึ่งเขียนในเรียงความในชั้นเรียน “เขาค้นพบอเมริกาและปลูกไข่” ความสำเร็จทั้งสองนี้ดูคู่ควรกับความประหลาดใจสำหรับเด็กนักเรียนตัวน้อยไม่แพ้กัน ในทางตรงกันข้าม Mark Twain นักอารมณ์ขันชาวอเมริกันไม่เห็นสิ่งใดที่น่าแปลกใจเลยที่โคลัมบัสค้นพบอเมริกา “คงจะน่าแปลกใจถ้าเขาไม่พบเธอทันที” และฉัน…

  เทียนที่ส่องสว่างเป็นสองเท่าของระยะห่างจะอ่อนกว่าแน่นอน แต่กี่ครั้งล่ะ? สองครั้ง? ไม่ ถ้าคุณวางเทียนสองเล่มโดยเว้นระยะห่างเป็นสองเท่า เทียนเหล่านั้นจะไม่ให้แสงสว่างเท่ากัน เพื่อให้ได้แสงเท่าเดิม คุณไม่จำเป็นต้องวางเทียนสองเล่ม แต่วางเทียนสองถึงสี่เล่มในระยะห่างสองเท่า ที่ระยะสามเท่า คุณจะต้องวางไม่ใช่สาม แต่สามครั้ง...

  ไม่ว่าเรือสองลำ รถรางสองคัน หรือลูกโครเกต์สองลูกจะชนกัน ไม่ว่าจะเป็นอุบัติเหตุหรือการเคลื่อนไหวอื่นในเกม นักฟิสิกส์ระบุเหตุการณ์ดังกล่าวด้วยคำสั้นๆ เพียงคำเดียวว่า "ผลกระทบ" การระเบิดกินเวลาชั่วครู่; แต่ถ้าวัตถุที่กระแทกดังเช่นปกติแล้วมีความยืดหยุ่นแสดงว่าในขณะนั้นมีเวลาเกิดขึ้นค่อนข้างมาก ในทุกยางยืด...

  หากในอพาร์ทเมนต์ของคุณหรือในอพาร์ทเมนต์ของเพื่อนของคุณมีห้องที่มีหน้าต่างในด้านที่มีแสงแดดส่องถึงคุณสามารถเปลี่ยนเป็นอุปกรณ์ทางกายภาพได้อย่างง่ายดายซึ่งมีชื่อภาษาละตินเก่าว่า "Camera obscura" (ในภาษารัสเซียแปลว่า "มืด" ห้อง"). ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องปิดหน้าต่างด้วยเกราะ เช่น ทำจากไม้อัดหรือกระดาษแข็ง หุ้มด้วยกระดาษสีเข้ม แล้วทำ...

  ตัวตลกในละครสัตว์บางครั้งทำให้ผู้ชมประหลาดใจด้วยการดึงผ้าปูโต๊ะออกจากโต๊ะที่ตั้งไว้ แต่เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารทั้งหมด เช่น จาน แก้ว ขวด ยังคงไม่ได้รับอันตรายใดๆ ในสถานที่ของพวกเขา ไม่มีปาฏิหาริย์หรือการหลอกลวงที่นี่ - นี่เป็นเรื่องของความชำนาญซึ่งได้รับการขัดเกลาโดยการออกกำลังกายเป็นเวลานาน แน่นอนว่าคุณไม่สามารถบรรลุความชำนาญด้วยตนเองได้ แต่การทำการทดลองที่คล้ายกันใน...

  ตอนนี้เรากำลังพูดถึงกล้อง obscura โดยอธิบายวิธีสร้าง แต่เราไม่ได้บอกสิ่งที่น่าสนใจสักอย่าง: ทุกคนมักจะพกกล้อง obscura ขนาดเล็กคู่หนึ่งเสมอ นี่คือดวงตาของเรา ลองนึกภาพว่าดวงตาได้รับการออกแบบเหมือนกล่องที่ฉันแนะนำให้คุณทำ สิ่งที่เรียกว่า “รูม่านตา” ของดวงตา ไม่ใช่วงกลมสีดำบนดวงตา แต่เป็นรูที่ทอดไปสู่ความมืดภายใน...

  บนเวที นักมายากลมักจะทำการทดลองที่สวยงามซึ่งดูน่าประหลาดใจและแปลกประหลาด แม้ว่าจะอธิบายได้ค่อนข้างง่ายก็ตาม แท่งไม้ที่ค่อนข้างยาวถูกแขวนไว้จากวงแหวนกระดาษสองวง มันวางอยู่บนพวกเขาด้วยปลายของมันในขณะที่แหวนเองก็ถูกโยน: อันหนึ่งผ่านใบมีดโกน, อีกอันผ่านไปป์สูบบุหรี่ที่เปราะบาง นักมายากลหยิบไม้อีกอันขึ้นมาโจมตีอย่างสุดกำลัง...

  
  
  

  บ้าน » โมเดลที่ทันสมัย » สูตรแรงเหวี่ยงผ่านรัศมี ความแตกต่างระหว่างแรงเหวี่ยงและแรงสู่ศูนย์กลางคืออะไร ตัวอย่างจากชีวิต