Klären Sie Vektoren in Winkeln von 90 und 270 Grad von der Vertikalen für die Bewegung in einem vertikalen Kreis

Ich glaube, der Ausdruck für Bewegung in einem Kreis, gemessen am oberen und unteren Rand dieses Kreises, ist M v 2 R = T M G Wo M G ist negativ, weil sie immer nach unten wirkt.

Ich bin verwirrt wegen der Spannung T an Positionen auf dem Kreis, die nicht oben oder unten sind, insbesondere bei θ = 90 Grad zur Vertikalen, zum Beispiel.

Nehmen Sie eine Masse M durch eine Stange oder Schnur mit einem Drehpunkt verbunden und in einem vertikalen Kreis gedreht werden. Bei θ = 90 Grad wäre die Stange oder Schnur, die die Masse hält, horizontal.

An beliebigen Stellen auf dem Umfang des Kreises ist die horizontale Komponente des Gewichts, M G cos θ , ist gleich Null, und die vertikale Komponente ist gleich Null M G Sünde θ = M G

Und wirkt die Zentripetalkraft immer noch zum Zentrum, so muss die horizontale Komponente sein M v 2 R ?

In diesem Fall bei θ = 90 Grad sind Gewichts- und Zentripetalkraft orthogonal?

Bedeutet dies, dass wenn M v 2 R ist horizontal und ist die Resultierende der Spannung und M G , dann muss die Spannung eine horizontale Komponente haben, um eine horizontale Resultierende zu erhalten? Bedeutet dies, dass die Spannung von der Horizontalen nach oben zeigen muss? Oder ist die Spannung tatsächlich horizontal?

Wenn letzteres der Fall ist, bedeutet dies, dass der Spannungsvektor an allen Punkten des Umfangs immer zum Kreismittelpunkt zeigt?

Antworten (1)

Die Gleichung, die Sie geschrieben haben, ist nur unten richtig. Oben wird die Zentrifugalkraft sowohl durch Mg als auch durch Spannung ausgeglichen. Auch ja, die Spannung wirkt immer radial nach innen. Sie müssen den Unterschied zwischen zentripetal und zentrifugal verstehen. Im Trägheitsrahmen liefert die Nettokraft aus Spannung und Mg die notwendige Zentripetalkraft für die Drehbewegung. Wenn wir dagegen (bildlich) auf dem Seil sitzen und dann das Freikörperdiagramm der Masse zeichnen, müssen wir eine Zentrifugalkraft radial weg aufbringen (Pseudokraftkonzept). In diesem Rahmen (nicht träge) ist der Körper nicht in Bewegung und daher Sie können die Kräfte an verschiedenen Punkten einfach gleichsetzen, wobei die Spannung wieder radial nach innen ist.