CalcLibrary

Kalkulator siły dośrodkowej

Oblicz siłę dośrodkową, przyspieszenie dośrodkowe, prędkość albo promień zakrętu w ruchu jednostajnym po okręgu bez ręcznego przekształcania wzorów. Wpisz znane wielkości z jawnymi jednostkami metrycznymi lub imperialnymi i zachowaj pełny obraz obciążenia: siła, przyspieszenie i przeciążenie g.

Aktywne równanie
Przykłady

Przedmiot 0,25 kg poruszający się z prędkością 4 m/s po okręgu o promieniu 0,8 m potrzebuje 5 N siły do środka, około 20 m/s² przyspieszenia dośrodkowego i trochę ponad 2 g.

Siła dośrodkowa (F_c)
5 N
Przyspieszenie dośrodkowe (a_c)
20 m/s²
Przeciążenie g
2,0394 g

To tylko idealne oszacowanie ruchu jednostajnego po okręgu. Nie uwzględnia przyczepności opon, pochylenia zakrętu, zawieszenia, wiatru, ograniczeń konstrukcyjnych ani certyfikacji bezpieczeństwa.

Czy to było pomocne?

Przykłady

Jak to działa

Wzór

Fc=mv2rF_c = \frac{m v^2}{r}

ac=v2ra_c = \frac{v^2}{r}

v=acrv = \sqrt{a_c r}

v=Fcrmv = \sqrt{\frac{F_c r}{m}}

r=v2acr = \frac{v^2}{a_c}

r=mv2Fcr = \frac{m v^2}{F_c}

ng=acg0n_g = \frac{a_c}{g_0}

Zmienne

FcF_c

Siła dośrodkowa(N or lbf)

aca_c

Przyspieszenie dośrodkowe(m/s² or ft/s²)

mm

Masa obiektu lub pojazdu(kg or lb)

vv

Prędkość styczna(m/s, km/h, mph, or ft/s)

rr

Promień zakrętu(m or ft)

g0g_0

Stała standardowego przyspieszenia grawitacyjnego(9.80665 m/s²)

ngn_g

Obciążenie wyrażone jako wielokrotność g(g)

Wybierz szukaną wielkość, a potem wpisz znane wartości zakrętu z ich jednostkami. Kalkulator przelicza wszystko do jednej bazy wewnętrznej, rozwiązuje aktywne równanie ruchu po okręgu i pokazuje brakującą wartość wraz z każdą siłą, przyspieszeniem lub wartością g, którą da się uczciwie wyliczyć.

Ruch jednostajny po okręgu łączy siłę do środka, przyspieszenie do środka, prędkość i promień przez Fc=mv2/rF_c = m v^2 / r oraz ac=v2/ra_c = v^2 / r. Dla siły i przyspieszenia kalkulator używa bezpośrednio prędkości i promienia. Dla prędkości i promienia pyta, czy znane obciążenie jest siłą czy przyspieszeniem, aby ścieżka obliczeń pozostała fizycznie kompletna.

Wynik utrzymuje cały obraz obciążenia tak długo, jak pozwalają na to dane. Większa prędkość zwiększa obciążenie kwadratowo, a większy promień zmniejsza wymaganą siłę i przyspieszenie.

Często zadawane pytania

01Co oblicza ten kalkulator siły dośrodkowej?
Oblicza jedną niewiadomą ruchu po okręgu naraz: siłę dośrodkową, przyspieszenie dośrodkowe, prędkość albo promień zakrętu. Aktywne równanie pozostaje widoczne, więc nie musisz go samodzielnie przekształcać.
02Dlaczego prędkość tak mocno zmienia obciążenie w zakręcie?
Bo siła i przyspieszenie dośrodkowe rosną z kwadratem prędkości. Jeśli prędkość się podwoi, a promień pozostanie taki sam, obciążenie do środka wzrośnie czterokrotnie.
03Kiedy potrzebna jest masa?
Masa jest potrzebna tylko wtedy, gdy siła jest częścią obliczenia. Przyspieszenie i przeciążenie g zależą od prędkości i promienia, ale rzeczywista siła wymaga też masy.
04Czy mogę mieszać mph, stopy, kilogramy i niutony?
Tak. Każda wielkość wejściowa ma własny selektor jednostki obok pola, a kalkulator normalizuje wszystko wewnętrznie przed obliczeniem.
05Czym to się różni od prędkość-droga-czas, energii kinetycznej albo ruchu pocisku?
Prędkość-droga-czas dotyczy ruchu po linii prostej, energia kinetyczna opisuje tylko energię ruchu, a ruch pocisku śledzi trajektorię po wyrzuceniu. Tutaj chodzi o ciągły skręt i siłę do środka potrzebną do utrzymania tego skrętu.

Wszystkie kalkulatory