반동 원심력
Reactive centrifugal force| 시리즈의 일부 |
| 고전 역학 |
|---|
고전 역학에서 반응 원심력은 구심력과 함께 작용-반응 쌍의 일부를 형성한다.
뉴턴의 제1운동법칙에 따르면 물체는 물체에 작용하는 순력이 없을 때 직선으로 움직인다.그러나 이러한 힘이 작용하면 곡선 경로가 뒤따를 수 있습니다. 이 힘은 종종 경로의 곡률 중심을 향해 있기 때문에 구심력이라고 불립니다.로 이것은 그 반대 directionepropria에 연출하는 뉴턴의 운동 3법칙에 따라 그럴 때도 있고 반대되는 동일한 힘이 개체로는 경로 앙당그러지다 보도록 하는 제약 조건과 같은 다른 일부 object,[1][2]에, 이 반응 힘, 이 기사의 주제, 때때로, 무효 원심력이라고 불린다.tion구심력의 영향을 받습니다.
관성력 또는 원심력으로 알려진 가공력과 달리, 회전하는 기준 프레임의 반력 외에 항상 존재하는 반력은 모든 기준 프레임에서 관측되는 실제 뉴턴 힘입니다.두 힘은 원형 운동이 발생하고 회전 축이 기준 회전 프레임의 원점이 되는 특수한 경우에만 크기가 같아집니다.이 [3][4][5][6]기사의 주제는 반작용력이다.
쌍력
오른쪽 그림은 움직이지 않는 기둥에 묶인 끈으로 공을 일정한 원운동으로 잡고 있는 모습입니다.이 시스템에서는 끈에 의해 제공되는 볼에 대한 구심력이 원형 운동을 유지하며, 이에 대한 반작용이 끈과 기둥에 작용합니다.
뉴턴의 제1법칙은 직선이 아닌 다른 경로를 따라 움직이는 물체는 0이 아닌 순의 힘을 받아야 하며 자유체 다이어그램은 공이 원형 운동을 유지하도록 끈에 의해 가해지는 공(중앙 패널)에 가해지는 힘을 보여준다.
뉴턴의 작용과 반작용의 제3법칙은 끈이 공에 내향 구심력을 가하면 공은 반작용 원심력으로 끈의 자유도(하부 패널)에 나타나듯이 끈에 동등하지만 외향적인 반작용을 가한다는 것입니다.
이 끈은 공에서 고정된 기둥으로 반동 원심력을 전달하여 기둥을 잡아당깁니다.다시 뉴턴의 제3법칙에 따르면 포스트는 포스트 리액션이라는 라벨이 붙은 스트링에 반응하여 스트링을 당깁니다.스트링에 가해지는 두 가지 힘은 동일하고 반대이며 스트링에 가해지는 순 힘은 없습니다(스트링이 무질량 상태라고 가정). 그러나 스트링에 장력이 가해집니다.
기둥을 움직일 수 없는 것처럼 보이는 이유는 기둥을 지구에 고정하기 때문입니다.예를 들어 회전하는 볼이 보트의 돛대에 묶여 있다면 보트 돛대와 볼은 모두 중심점을 중심으로 회전합니다.
적용들
물리 문헌의 분석에서는 반응성 원심분리기가 거의 사용되지 않지만, 이 개념은 일부 기계 공학 개념 내에서 적용됩니다.이러한 종류의 엔지니어링 개념의 예는 빠르게 회전하는 터빈 블레이드 [1]내의 응력 분석입니다.블레이드는 축에서 블레이드의 가장자리로 이어지는 레이어 스택으로 취급할 수 있습니다.각 층은 직경 내향층에 외향(중심)력을, 직경 내향층에 내향(중심)력을 가한다.동시에 내층은 중간층에 탄성구심력을 가하고 외층은 탄성원심력을 가하여 내부응력을 발생시킨다.이 상황에서 주로 기계 엔지니어가 관심을 갖는 것은 블레이드의 응력과 그 원인입니다.
시스템 동작을 설명하기 위해 반작용 원심력을 식별할 수 있는 회전 장치의 또 다른 예는 원심 클러치입니다.원심 클러치는 체인톱, 고카트, 모형헬기 등 소형 엔진 구동 장치에 사용된다.장치를 구동하지 않고도 엔진 시동을 걸고 공회전할 수 있지만 엔진 속도가 올라가면 자동으로 부드럽게 구동됩니다.스프링은 회전하는 클러치 슈를 구속하는 데 사용됩니다.저속에서는 스프링이 신발에 구심력을 제공하며, 신발은 속도가 빨라지고 스프링이 장력을 받아 늘어나면 더 큰 반경으로 이동합니다.더 빠른 속도에서, 신발이 스프링 장력을 증가시키기 위해 더 이상 밖으로 움직일 수 없을 때, 드럼은 신발을 원형 경로로 계속 움직이게 하는 구심력의 일부를 제공합니다.스프링에 가해지는 장력과 스피닝 슈에 의해 드럼에 가해지는 외향력은 대응하는 반동 원심력입니다.드럼과 신발 사이의 상호 힘은 [7]드럼에 연결된 출력 구동축을 결합하는 데 필요한 마찰을 제공합니다.따라서 원심 클러치는 가상의 원심력과 반작용 원심력을 모두 나타냅니다.
원심 유사관과의 차이
이 기사에서 설명하는 "반동 원심력"은 일반적으로 "중심력"이라는 용어가 의미하는 원심 유사 원심력과 동일하지 않습니다.
반응성 원심력은 구심력과 함께 반응 쌍의 절반인 모든 기준 프레임에 적용되는 개념이다.이는 회전 프레임에서만 나타나는 관성 또는 가상의 원심력과 구별됩니다.
| 반동 원심력 | 관성 원심력 | |
|---|---|---|
| 언급 틀 | 조금도 | 회전 프레임만 |
| 사용. 타고 | 회전 중인 신체 | 회전축에서 나오는 것처럼 행동하고 그것은 소위 가공의 힘이다 |
| 사용. 에 | 내측 구심력을 일으키는 제약 | 이동 여부에 관계없이 모든 시체 움직이면 코리올리 힘도 존재한다. |
| 방향 | 반대편 구심력 | 회전축에서 벗어나면 몸의 진로를 불문하고 |
| 운동 분석 | 구심력을 갖는 작용-반응 쌍의 일부 뉴턴의 제3법칙 | 가상적인 힘으로 포함되다 뉴턴의 제2법칙 구심력을 가진 행동-동작 쌍에 속하지 않는다. |
중력 이체 케이스
행성이나 달이 질량이나 중력의 공통 중심을 중심으로 회전하는 것과 같은 두 물체의 회전에서는 두 물체에 작용하는 힘은 구심력이 됩니다.이 경우 달의 구심력에 대한 반응은 [6]달의 구심력이다.
레퍼런스
- ^ a b Roche, John (2001). "Introducing motion in a circle". Physics Education. 36 (5): 399–405. Bibcode:2001PhyEd..36..399R. doi:10.1088/0031-9120/36/5/305.
- ^ Kobayashi, Yukio (2008). "Remarks on viewing situation in a rotating frame". European Journal of Physics. 29 (3): 599–606. Bibcode:2008EJPh...29..599K. doi:10.1088/0143-0807/29/3/019.
- ^ Delo E. Mook & Thomas Vargish (1987). Inside relativity. Princeton NJ: Princeton University Press. p. 47. ISBN 0-691-02520-7.
- ^ J. S. Brar and R. K. Bansal (2004). A Text Book of Theory of Machines (3rd ed.). Firewall Media. p. 39. ISBN 9788170084181.
- ^ De Volson Wood (1884). The elements of analytical mechanics: solids and fluids (4th ed.). J. Wiley & sons. p. 310.
- ^ a b G. David Scott (1957). "Centrifugal Forces and Newton's Laws of Motion". Vol. 25. American Journal of Physics. p. 325.
- ^ Anthony G. Atkins, Tony Atkins and Marcel Escudier (2013). A Dictionary of Mechanical Engineering. Oxford University Press. p. 53. ISBN 9780199587438. Retrieved 5 June 2014.
