Verursacht Kreisbewegung Zentripetalkraft ODER verursacht Zentripetalkraft Kreisbewegung?

Wirkt keine Kraft auf einen Körper, bewegt er sich geradlinig. Damit der Körper von einer geraden Linie abweicht, muss eine Kraft auf ihn ausgeübt werden. Daher bewirkt die Anwendung der Zentripetalkraft auf den Körper, dass er sich im Kreis bewegt.

Wenden Sie eine konstante Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung an, bewegt sich Ihr Objekt tatsächlich im Kreis.

Die Physik hat kein richtiges, rigoroses Konzept der Kausalität. Es gibt die Begriffe Lokalität und Kausalität , aber es sind Fachbegriffe mit präzisen Bedeutungen, die in der Newtonschen Physik nicht vorkommen.

Trotzdem gilt das Newtonsche Gesetz$\vec F = m \ddot{\vec x}$wird oft als Kausalität in gewissem Sinne gesehen: Dir ist als äußerer Umstand die Gesamtkraft gegeben$\vec F$, und Sie lösen die Gleichung für$\vec x$, also war die Kraft "vor" der Bewegung da oder "verursacht" sie.

Alles, was Sie wissen müssen, um die Welt zu beschreiben, ist, dass bei jeder Kreisbewegung eine Zentripetalkraft und bei jeder Zentripetalkraft eine Kreisbewegung vorhanden ist. Aber das ist eine Tautologie, denn "Zentripetalkraft" ist die Kraft, die als die Kraft definiert ist , die so wirkt, dass der Körper, auf den sie wirkt, einer gekrümmten / kreisförmigen Bahn folgt!

Bei der zweiten Frage erzeugt nicht jede anziehende Kraft eine Kreisbewegung, aber die üblichen Kräfte mit quadratischen Gesetzen wie Schwerkraft oder Elektromagnetismus erzeugen eine kreisförmige / elliptische Bewegung (es sei denn, Sie prallen gegen den zentralen Körper), ebenso wie Kräfte, die konstant und senkrecht dazu sind die Geschwindigkeit.

1. In gewisser Weise verursacht die Zentripetalkraft eine Kreisbewegung, eine Zentripetalkraft, die einen Körper beschleunigt, um eine Kreisbewegung zu durchlaufen. Wenn Sie sich einen Ball auf einem Stück Schnur vorstellen: Wenn der Ball um die Zentripetalkraft gedreht wird, wird Spannung erzeugt, die Spannung der Schnur zieht den Ball, während er sich dreht, und bewirkt, dass er sich im Kreis bewegt. Ohne die Schnur fliegt der Ball geradeaus; Aber ohne die Bewegung des Balls wird die Spannung der Saite immer noch da sein, aber der Ball wird sich nicht im Kreis bewegen, weshalb die Aussage, dass die Zentripetalkraft eine Kreisbewegung verursacht, nur teilweise richtig ist.

2. Wenn Sie einen Körper auf diese Weise projizieren, bewegt er sich nur dann kreisförmig, wenn die Kraft eine bestimmte Größe hat und von einer stationären Quelle kommt. Wenn Ihre Kraft eine Rakete an der Seite Ihres Balls ist, bewegt sich die Kraft also mit dem Ball, dann erhalten Sie keine kreisförmige Bewegung. Die Größe der Kraft muss dieser Gleichung entsprechen:

   $$F_c=mv^2/r$$ Dabei ist Fc die Kraft, m die Masse Ihres Balls, v die Tangentialgeschwindigkeit Ihres Balls und r der Radius Ihres Kreises (von der Quelle der Kraft zum Ball). Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, erhalten Sie eine kreisförmige Bewegung.

Ein Beispiel dafür ist eine Umlaufbahn. Wenn Sie Ihren Ball mit Masse und einen Planeten mit Masse M haben, müssen Sie Bedingungen finden, in denen die Schwerkraft vorhanden ist, um den Ball mithilfe der Schwerkraft als Zentripetalkraft in die Umlaufbahn zu bringen gleich der Zentripetalkraft. Die Gravitationskraft ist gegeben durch:

$$F_G=GMm/r^2$$ Dabei ist FG die Schwerkraft, G die Gravitationskonstante, M die größere Masse (die Masse unseres Planeten), m die kleinere Masse (die Masse unseres Balls) und r der Abstand vom Planeten zum Ball . Mit dieser Gleichung und der Zentripetalkraftgleichung können wir ausrechnen, unter welchen Bedingungen die Schwerkraft gleich der Zentripetalkraft ist und wo wir daher eine Kreisbahn bekommen können. $$mv^2/r=GMm/r^2$$ $$mv^2=GMm/r$$ $$v^2=GM/r$$ $$v=\sqrt(GM/r)$$

1. Die Kraft bewirkt die Geschwindigkeitsänderung, nicht umgekehrt. So definieren wir es. Wenn Sie in der Natur etwas finden würden, das sich kreisförmig bewegt, ohne dass bekannte Kräfte darauf einwirken, müssten wir das Problem untersuchen und eine neue Kraft definieren.

   Was zu Verwirrung führen kann, ist, dass es manchmal einfacher ist, Probleme mit einem Trägheitsrahmen mit kreisförmiger Bewegung zu lösen. In einem solchen System bedeuten keine Kräfte eine kreisförmige Bewegung, und die Zentrifugalkraft versucht, das Objekt aus der Bewegung zu bringen.

2. Ja. Das grundlegende Beispiel ist ein sich bewegendes Elektron in einem Magnetfeld, da es einer Kraft ausgesetzt ist, die sowohl zu seiner Geschwindigkeit als auch zur Richtung des Magnetfelds senkrecht ist: