정답
이해하기 쉬운 예를 사용하여 질문에 대답하는 것이 가장 좋습니다. 밧줄로 묶인 공을 원으로 머리 위로 휘두르면 어떻게되는지 보겠습니다.
우리는 잠시 중력을 무시해야합니다. 공에 작용하는 유일한 힘은 장력의 힘 .이 힘은 항상 줄을 따라 내 손을 향해 방사형 안쪽으로 향합니다. 즉, 원형 경로를 따라 이동하는 끈에 묶인 물체에 작용하는 힘은 항상 또한 공의 속도는 크기 (속도)가 일정하고 항상 원에 접합니다.
내가 빠르게 스윙하고 회전 수를 천천히 증가 시킨다고 가정하면 공은 더 빨리 움직이고, 이것이 각가속도입니다.
가속도가있을 때 힘이 있습니다. 물체가 구심 가속도를 경험하려면, 구심력이 적용되어야합니다.이 힘에 대한 벡터는 가속도 벡터와 유사합니다. 크기가 일정하고 항상 반경 방향을 가리 킵니다. 속도 벡터에 수직 인 원의 중심 안쪽으로. 로프의 장력은 우리의 예에서 구심력을 제공합니다.
Centripetal 가속도는 속도의 크기 (속도)의 변화가 아니라 속도 방향의 변화에 해당합니다. 고정 된 공을 초당 1 회전 씩 일정하게 스윙한다고 가정하면 각 가속도도 접선 가속도도 없습니다. 그러나 중심 가속 이 있습니다. 밧줄로 묶인 공이 원형 경로를 따르고 있습니다. 속도 벡터가 변하고 있습니다. 빙글 빙글 휘두르면 방향이 매 순간 바뀌고 가속도는 내 손을 향해 안쪽을 향합니다.
다음으로, 밧줄로 묶인 공을 머리 위로 원을 그리며 휘두르면서 놓았다고 가정합니다. , 더 이상 공에 작용하는 구심력이 없습니다. 이것은 운동의 제 1 법칙에 따른 것입니다. 물체에 순 힘이 작용하지 않으면 일정한 속도로 움직입니다. 그래서 손을 뗄 때 공은 내가 그것을 놓았을 때의 속도로 원에 접하는 직선으로 이동할 것입니다. 원형 경로를 따라 반경에 각도 가속도를 곱한 값과 동일한 접선 가속도 를 갖습니다.
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구심 가속도는 반경을 따라 이루어지기 때문에 반경 가속도라고도합니다.
답변
A2A : 접선 가속도, 각 가속도 및 구심 가속도의 차이는 무엇이며 원을 그리며 움직이는 물체는 언제이를 소유하게 되나요?
회전하는 로터가 있다고 가정합니다. 회전 속도는 RPM, 초당도, 라디안 / 분, 하루 회전 등 다양한 단위로 표현할 수 있습니다. 그 회전 속도가 시간에 따라 변하면 각 가속도가 있습니다. 각 가속도는 다양한 단위로 표현 될 수도 있습니다. 시간당 초당 도일 수 있습니다. 즉, 매 시간마다 각속도가 초당 너무 많이 증가합니다. 자동차 엔진의 속도는 초당 500RPM으로 증가 할 수 있습니다. 역학 문제의 경우 종종 초당 rad / s를 사용합니다. 그래서 그것은 rad / s ^ 2입니다. 이 경우, 로터의 모든 지점은 동일한 각 가속도를 경험합니다.
이제 축에서 r 떨어진 로터의 한 지점을 보면 원형을 따라 접선 가속도를 갖게됩니다. 경로는 몸의 각가속도의 r 곱하기와 같습니다. 우리는 종종 각가속도를 위해 그리스 기호 인 알파를 사용합니다. alpha = 4 rad / s ^ 2 및 r = 0.5 m이라고 가정합니다. 그러면 그 점은 2m / s ^ 2의 접선 가속도를 갖게됩니다. 그것은 우리가 중력에 사용하는 것과 같은 가속도 단위입니다 (9.81 m / s ^ 2). 2m / s ^ 2는 초당 2m / s 씩 변하는 속도로 해석 할 수 있습니다. 회전축의 오른쪽 지점을 제외한 로터의 모든 지점은 로터 전체가 각 가속도를 가질 때마다 접선 가속도를 갖습니다.
중심 가속도는 오히려 속도의 방향을 변경하는 것에 해당하는 가속도입니다. 속도 (속도의 크기)를 변경하는 것보다. r = 0.5m에서 로터의 동일한 지점을 고려하십시오. 로터가 3rad / s로 안정적으로 회전한다고 가정합니다. 각가속도와 접선 가속도가 없습니다. 그러나 구심 가속도가 있습니다. 포인트는 원형 경로를 따르고 있습니다. 속도 벡터가 변하고 있습니다. 그것이 가리키는 방향은 원을 돌면서 매 순간 바뀌고 있습니다. 속도 벡터의 변화를 초당 m / s로 표현할 수 있습니다.그것은 가속도이고, 우리는 그 단위를 경로를 따라 가속도처럼 m / s ^ 2로 씁니다. 단, 이번에는 벡터이기도 한 가속도가 원의 중심을 향해 안쪽을 가리 킵니다. 축을 제외한 로터의 모든 지점은 로터가 회전 할 때마다 구심 가속도를 갖습니다.