Een modeltrein, met een massa van 4 kg, beweegt op een cirkelvormige baan met een straal van 3 m. Als de kinetische energie van de trein verandert van 12 J naar 48 J, met hoeveel zal de middelpuntzoekende kracht van de sporen veranderen?

Antwoord:

Centripetale kracht verandert van # 8N # naar # 32N #

Uitleg:

Kinetische energie # K # van een object met massa # M # bewegen met een snelheid van # V # is gegeven door # 1 / 2mv ^ 2 #. Wanneer kinetische energie toeneemt #48/12=4# keer, wordt de snelheid dus verdubbeld.

De beginsnelheid wordt gegeven door # V = sqrt (2K / m) = sqrt (2xx12 / 4) = sqrt6 # en het zal worden # 2sqrt6 # na toename van kinetische energie.

Wanneer een object met een constante snelheid in een cirkelvormig pad beweegt, ervaart het een centripetale kracht die wordt gegeven door # F = mv ^ 2 / r #, waar: # F # is centripetale kracht, # M # is massa, # V # is snelheid en # R # is een straal van een cirkelvormig pad. Aangezien er geen verandering in massa en straal is en de centripetale kracht ook evenredig is aan het kwadraat van de snelheid, Centripetale kracht zal aan het begin zijn # 4xx (sqrt6) ^ 2/3 # of # 8N # en dit wordt # 4xx (2sqrt6) ^ 2/3 # of # 32N #.

Vandaar dat centripetale kracht verandert van # 8N # naar # 32N #

Trein A verlaat een station een half uur voor trein B. De treinen rijden op parallelle sporen. Trein A reist met 25 km / u terwijl trein B met 25 km / u reist, hoeveel uur zal het Trein B kosten om Trein A in te halen?

@Alan P. is correct. Als de treinen met dezelfde snelheid in dezelfde richting rijden, zal de tweede trein nooit de eerste inhalen.

Een modeltrein, met een massa van 5 kg, beweegt op een cirkelbaan met een straal van 9 meter. Als de omwentelingssnelheid van de trein verandert van 4 Hz naar 5 Hz, met hoeveel zal de middelpuntzoekende kracht van de sporen dan veranderen?

Zie hieronder: Ik denk dat de beste manier om dit te doen is om erachter te komen hoe de tijdsperiode van rotatie verandert: Periode en frequentie zijn elkaars wederkerige: f = 1 / (T) Dus de tijdsperiode van rotatie van de trein verandert van 0,25 seconden tot 0,2 seconden. Wanneer de frequentie toeneemt. (We hebben meer rotaties per seconde) De trein moet echter nog steeds de volledige afstand van de omtrek van de ronde baan afleggen. Omtrek van de cirkel: 18pi meter Snelheid = afstand / tijd (18pi) /0.25 = 226.19 ms ^ -1 wanneer de frequentie 4 Hz is (tijdsperiode = 0.25 s) (18pi) /0.2=282.74 ms ^ -1 wanneer de frequent

Een modeltrein, met een massa van 3 kg, beweegt op een cirkelbaan met een straal van 1 meter. Als de kinetische energie van de trein verandert van 21 j naar 36 j, met hoeveel zal de middelpuntzoekende kracht van de sporen veranderen?

Om het simpel te maken, laten we de relatie tussen kinetische energie en centripetale kracht ontdekken met de dingen die we weten: We weten: "K.E." = 1 / 2momega ^ 2r ^ 2 en "centripetale kracht" = momega ^ 2r Vandaar dat "K.E" = 1 / 2xx "centripetale kracht" xxr Opmerking, r blijft constant in de loop van het proces. Vandaar dat Delta "centripetale kracht" = (2Delta "K.E.") / R = (2 (36-21) J) / (1m) = 30N