구심력과 원심력 – 원운동을 하는 물체는 매초마다 속도가 변합니다. 이는 입자에 힘이 작용하여 모든 경우에 변화하는 원 운동으로 움직이게 한다는 것을 의미합니다. 원운동하는 물체에 작용하는 힘은 구심력과 원심력이다. 이러한 힘을 통해 물체는 원형 운동으로 움직일 수 있습니다.

자세히 알아보겠습니다. 이 기사에서는 구심력과 원심력 및 그 차이점을 설명합니다.

내용의 테이블

• 구심력과 원심력
• 구심력이란 무엇입니까?
• 구심력 계산
• 구심력의 단위
• 일상생활 속 구심력의 예
• 원심력이란 무엇입니까?
• 원심력 계산
• 원심력의 단위
• 일상생활 속 원심력의 예
• 구심력과 원심력에 대한 해결 사례

구심력과 원심력

이 두 가지 힘은 모두 필수적입니다. 원형 운동. 구심력은 본질적으로 실제 힘이고 관성 기준계에서 작용하는 반면, 원심력은 유사 힘이며 내부 기준계에서 작용합니다.

예를 들어 - 회전하는 기준틀. 이 두 힘은 크기가 같고 방향이 반대입니다. 직관적으로 원심력은 물체가 직선으로 이동하도록 유지하고 회전에 반대하는 경향이 있는 반면, 구심력은 물체를 원 운동으로 움직이게 합니다. 표 형식의 차이점을 살펴보겠습니다.

구심력이란 무엇입니까?

그만큼 힘 곡선 운동으로 움직이는 물체에 작용하는 힘을 구심력이라고 합니다. 물체가 곡선 운동을 유지할 수 있게 해줍니다. 구심력을 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

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곡선 운동을 하는 물체에 작용하는 힘으로서 물체의 경로의 곡률 중심을 향하는 힘을 구심력이라고 합니다.

구심성(centripetal)이라는 단어는 중심을 찾거나 중심을 향하는 것을 의미합니다. 따라서 구심력은 물체가 곡선 운동을 할 때 중심을 향해 작용하는 힘으로 쉽게 정의할 수 있습니다.

구심력 계산

구심력의 크기는 다음 공식으로 표현됩니다.

F = mv ² /아르 자형

어디,
중 물체의 질량이다
~에 는 물체의 속도이다
아르 자형 물체의 반경이다

따라서 위의 공식에서 구심력은 구심력의 제곱에 정비례한다는 것이 분명해졌습니다. 속도 물체의 속도가 약간 증가하면 힘이 급격히 증가합니다.

구심력의 단위

구심력은 그 자체로 힘이므로 측정됩니다. 중성자 이것은 그리고 연합하다 힘의. 구심력을 측정하는 다른 단위는 kgms입니다.^-2, 다인 등

에서 원형 운동 , 구심력은 항상 중심을 향하고 특정 지점에서 방향을 제공하는 접선에 항상 수직입니다.

일상생활 속 구심력의 예

구심력 물체의 원운동을 담당합니다. 구심력을 나타내는 다양한 예가 아래 이미지에 설명되어 있습니다.

• 끈 끝에 공을 묶고 끈을 회전시키면 구심력의 예에서 끈의 장력이 경험됩니다.
• 자동차의 바퀴가 회전하는 데 필요한 마찰력은 구심력에 의해 제공됩니다.
• 롤러코스터에서 수직력의 균형을 맞추기 위해 제공되는 힘은 구심력에 의해 제공되는 힘입니다.
• 태양을 중심으로 회전하는 행성도 중력 때문에 구심력을 경험합니다.

원심력이란 무엇입니까?

원심력 힘은 물체가 원운동을 할 때 작용하는 힘이기도 합니다. 이 힘은 구심력과 크기는 같지만 구심력의 방향은 반대입니다.

이것은 구심력에 반대되는 곡선 운동에 작용하는 일종의 의사 힘(pseudo force)이다. 가속 그리고 반력으로 작용합니다. 원심력은 회전 기준틀에서만 작동합니다.

원심력 계산

구심력은 다음 공식으로 표현됩니다.

F = -mv ² /아르 자형

어디,
중 물체의 질량이다
~에 는 물체의 속도이다
아르 자형 물체의 반경이다

여기서 마이너스 기호는 원심력이 본질적으로 반대임을 나타냅니다.

원심력의 단위

단위도 뉴턴(N)입니다. 이 힘은 관성 기준계에서 측정할 때는 존재하지 않으며, 회전 기준계를 기준으로 측정할 때만 존재합니다.

일상생활 속 원심력의 예

원심력은 회전하는 기준틀에서만 작용합니다. 원심력의 영향을 받는 물체의 다양한 예는 다음과 같습니다.

100개 중 10개

이미지에 따른 변화

• 극과 적도에 있는 물체의 무게
• 회전하는 자전거.
• 커브길을 주행하는 차량
• 적도 철도

원심분리기는 액체 혼합물을 분리하는 장치로, 다음과 같은 원리로 작동한다. 원심분리 .

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구심력과 원심력에 대한 해결 사례

예 1: 반경 20m의 원운동을 하는 물체의 구심 가속도를 구합니다. 물체의 속도는 100m/s이다.

해결책:

구심 가속도는 다음과 같이 주어진다.

a = v ² /아르 자형

주어진:

v = 100m/s
r = 20m

방정식에 값을 대입하면,

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a = v²/아르 자형

a = (100)²/(이십)
a = 10000/20
a = 500m/초²

예 2: 물체(m = 8Kg)가 반경 2m의 원운동을 하고 있습니다. 물체의 속도가 10 m/s일 때 물체에 작용하는 구심력을 구하십시오.

답변:

구심 가속도는 다음과 같이 주어진다.

F = mv²/아르 자형

주어진:

m = 8kg
v = 10m/초
r = 2m

방정식에 값을 대입하면,

F = mv²/아르 자형

F = (8)(10)²/(2)
= 400N

예시 3: 물체(m = 1Kg)가 반경 4m의 원운동을 하고 있습니다. 물체에 작용하는 구심력이 100N이라면 물체의 속도를 구하라.

해결책:

물체에 작용하는 힘은 다음과 같이 주어진다.

F = ~에

100 = (1)(a)
a = 100m/초²

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물체의 가속도는 다음과 같이 주어진다.

a = v²/아르 자형

100 = v²/4

400 = v²

v = 20m/초

요약 – 구심력과 원심력

구심력과 원심력은 물리학, 특히 원운동과 관련된 기본 개념입니다. 구심력은 항상 원의 중심을 향하는 곡선 경로를 따라 움직이는 물체에 작용합니다. 그 역할은 속도에 영향을 주지 않고 물체의 속도 방향을 지속적으로 변경하여 균일한 원 운동을 유지하는 데 중요합니다. 반면, 원심력은 구심력에 반대되어 회전 중심에서 바깥쪽으로 밀어내는 것처럼 보이는 유사 힘입니다. 구심력은 실제적이고 관찰 가능한 반면, 원심력은 관성으로 인해 회전하는 기준 좌표계의 물체가 경험하는 겉보기 힘입니다. 이러한 힘은 행성 궤도부터 놀이공원 놀이기구의 역학까지 다양한 현상을 설명하는 데 중요한 역할을 하며 물리적 세계의 원형 운동에 대한 우리의 이해를 풍부하게 합니다.

구심력과 원심력에 관한 FAQ

구심력이란 무엇입니까?

곡선운동을 하는 물체에 작용하는 힘을 구심력이라 한다. 이 힘은 곡률 중심을 향합니다.

구심력의 예는 무엇입니까?

태양 주위의 지구의 움직임은 곡선 운동으로 간주되며, 이 운동에서 지구를 움직이게 하는 힘을 구심력이라고 합니다.

마찬가지로 지구 주위를 도는 달의 운동은 구심력에 의해 발생합니다.

원심분리기는 어떻게 작동하나요?

원심분리기는 원심력을 이용하여 두 물질을 분리하는 장치이다. 예를 들어, 원심분리기를 사용하여 혈액에서 혈장과 혈액 세포를 분리할 수 있습니다.

세탁기에는 어떤 힘이 작용하나요?

회전하는 세탁기에서는, 원심력과 구심력은 동시에 작용합니다.

원심력과 구심력의 차이점은 무엇입니까?

원심력과 구심력의 기본적인 차이점은 다음과 같습니다. 구심력은 항상 곡률 중심 방향으로 작용합니다. 반면 원심력은 곡률의 중심에서 멀리 작용합니다. 또한, 관성 기준계에서는 구심력이 관찰되고, 비관성 기준계 또는 회전 기준계에서는 원심력이 관찰됩니다.