5kg의 질량을 지닌 모델 기차는 반경이 9m 인 원형 트랙 위에서 움직입니다. 기차의 회전 속도가 4Hz에서 5Hz로 변경되면 트랙에 의해 적용된 구심력이 얼마만큼 변화할까요?

대답:

아래 참조:

설명:

이 작업을 수행하는 가장 좋은 방법은 순환 게재 시간이 어떻게 바뀌는 지 파악하는 것입니다.

기간과 빈도는 서로 상반됩니다.

# f = 1 / (T) #

따라서 열차의 회전 시간은 0.25 초에서 0.2 초로 변경됩니다. 주파수가 증가 할 때. (우리는 초당 회전 수가 더 많습니다)

그러나, 열차는 여전히 원형 궤도의 원주의 전체 거리를 커버해야합니다.

원 둘레: # 18pi # 미터

속도 = 거리 / 시간

# (18pi) /0.25=226.19ms ^ -1 # 주파수가 4Hz (시간 = 0.25s) 일 때, # (18pi) /0.2=282.74ms ^ -1 # 주파수가 5Hz 인 경우. (시간 = 0.2 초)

그런 다음 두 시나리오에서 구심력을 구할 수 있습니다.

# F = (mv ^ 2) / (r) #

따라서 주파수가 4 Hz 일 때:

# F = ((8) 배 (226.19) ^ 2) / 9 #

#F 약 45.5 kN #

주파수가 5Hz 인 경우:

# F = ((8) 회 (282.74) ^ 2) / 9 #

#F 약 71 kN #

강제 변경:

# 71-45.5 = 25.5 kN #

총 힘은 약 # 25.5 kN #.