क्या है Centripetal Force? परिभाषा और समीकरण

Centripetal बल के रूप में परिभाषित किया गया है दबाव एक शरीर पर कार्य करना जो एक गोलाकार पथ में घूम रहा है जो उस केंद्र की ओर निर्देशित होता है जिसके चारों ओर शरीर चलता है। यह शब्द लैटिन शब्दों से आया है सेंट्रम "केंद्र" और के लिए petere, जिसका अर्थ "तलाश करना" है।

Centripetal बल को केंद्र की मांग करने वाला बल माना जा सकता है। शरीर की पथ की वक्रता के केंद्र की दिशा में शरीर की गति के लिए इसकी दिशा ऑर्थोगोनल (एक समकोण पर) है। सेंट्रिपेटल बल किसी वस्तु की गति की दिशा को बिना बदले उसे बदल देता है गति.

मुख्य Takeaways: Centripetal Force

जबकि सेंट्रीफेटल बल एक पिंड को घूर्णन के केंद्र की ओर खींचने का कार्य करता है, केन्द्रापसारक बल ("केंद्र-भागने" बल) केंद्र से दूर धकेलता है।

अनुसार न्यूटन का पहला कानून, "एक शरीर आराम पर रहेगा, जबकि एक शरीर गति में रहेगा जब तक कि किसी बाहरी बल द्वारा कार्रवाई नहीं की जाती है।" में दूसरे शब्दों में, यदि किसी वस्तु पर कार्य करने वाली शक्तियाँ संतुलित हैं, तो वस्तु बिना किसी स्थिर गति के चलती रहेगी त्वरण।

सेंट्रिपेटल बल एक शरीर को एक स्पर्शरेखा पर उड़ान भरने के बिना एक गोलाकार पथ का अनुसरण करने की अनुमति देता है, जो अपने पथ पर एक समकोण पर लगातार कार्य कर रहा है। इस तरह, यह न्यूटन के पहले कानून में बलों में से एक के रूप में वस्तु पर कार्य कर रहा है, इस प्रकार वस्तु की जड़ता को बनाए रखता है।

न्यूटन के दूसरे कानून के मामले में भी लागू होता है सेंट्रीपीटल बल की आवश्यकता, जो कहता है कि यदि किसी वस्तु को एक वृत्त में ले जाना है, तो उस पर कार्य करने वाला शुद्ध बल आवक होना चाहिए। न्यूटन के द्वितीय नियम का कहना है कि किसी वस्तु को त्वरित किया जा रहा है एक शुद्ध बल से गुजरता है, शुद्ध बल की दिशा त्वरण की दिशा के समान है। किसी वृत्त में गति करने वाली वस्तु के लिए केन्द्रापसारक बल का मुकाबला करने के लिए केन्द्रक बल (शुद्ध बल) मौजूद होना चाहिए।

संदर्भ के घूर्णन फ्रेम पर एक स्थिर वस्तु के दृष्टिकोण से (जैसे, एक स्विंग पर एक सीट), सेंट्रीफेटल और सेंट्रीफ्यूगल परिमाण में बराबर होते हैं, लेकिन दिशा में विपरीत। सेंट्रीप्रेटल बल गति में शरीर पर कार्य करता है, जबकि केन्द्रापसारक बल नहीं करता है। इस कारण से, केन्द्रापसारक बल को कभी-कभी "आभासी" बल कहा जाता है।

सेंट्रिपेटल बल का गणितीय प्रतिनिधित्व 1659 में डच भौतिक विज्ञानी क्रिस्टियान ह्यूजेंस द्वारा किया गया था। स्थिर गति से वृत्ताकार पथ पर चलने वाले शरीर के लिए, वृत्त (त्र) का त्रिज्या शरीर के द्रव्यमान (m) के वर्ग के बराबर होता है वेग (v) केन्द्रक बल (F) द्वारा विभाजित:

आर = एम.वी.²/ एफ

सेंट्रिपेटल बल को हल करने के लिए समीकरण को फिर से व्यवस्थित किया जा सकता है:

एफ = एम.वी.²/ r

एक महत्वपूर्ण बिंदु जिसे आपको समीकरण से नोट करना चाहिए कि सेंट्रीपेटल बल वेग के वर्ग के आनुपातिक है। इसका अर्थ है कि किसी वस्तु की गति को दोगुना करने के लिए वस्तु को एक चक्र में घूमते रहने के लिए सेंट्रिपेटल बल की चार गुना आवश्यकता होती है। इसका एक व्यावहारिक उदाहरण एक ऑटोमोबाइल के साथ एक तेज वक्र लेते समय देखा जाता है। यहां, सड़क पर वाहन के टायरों को रखने के लिए घर्षण एकमात्र बल है। गति बढ़ने से बल बढ़ता है, इसलिए एक स्किड अधिक संभावना बन जाता है।

यह भी ध्यान दें कि सेंट्रिपेटल बल की गणना यह मानती है कि कोई अतिरिक्त बल वस्तु पर कार्य नहीं कर रहा है।

एक और सामान्य गणना सेंट्रिपेटल त्वरण है, जो समय में परिवर्तन से विभाजित वेग में परिवर्तन है। त्वरण है वृत्त के त्रिज्या द्वारा विभाजित वेग का वर्ग:

Δv / Δt = a = v²/ r

सेंट्रिपेटल फोर्स का क्लासिक उदाहरण एक वस्तु का रस्सी पर झूलने का मामला है। यहां, रस्सी पर तनाव सेंट्रिपेटल "पुल" बल की आपूर्ति करता है।

एक दीवार ऑफ डेथ मोटरसाइकिल सवार के मामले में सेंट्रिपेटल बल "पुश" बल है।

Cent Centetetal Force का उपयोग प्रयोगशाला centrifuges के लिए किया जाता है। यहां, एक तरल पदार्थ में निलंबित होने वाले कणों को ट्यूबों को तेज करके तरल से अलग किया जाता है उन्मुख तो भारी कणों (यानी, अधिक द्रव्यमान की वस्तुएं) के नीचे की ओर खींचे जाते हैं ट्यूबों। हालांकि सेंट्रीफ्यूज तरल पदार्थों से अलग ठोस पदार्थों को अलग करते हैं, वे तरल पदार्थों को भी अलग कर सकते हैं, जैसे कि रक्त के नमूनों में, या गैसों के अलग घटकों को।

भारी आइसोटोप यूरेनियम -238 को हल्का आइसोटोप यूरेनियम -235 से अलग करने के लिए गैस सेंट्रीफ्यूज का उपयोग किया जाता है। भारी आइसोटोप कताई सिलेंडर के बाहर की ओर खींचा जाता है। भारी अंश को टैप करके दूसरे सेंट्रीफ्यूज में भेज दिया जाता है। प्रक्रिया को दोहराया जाता है जब तक कि गैस पर्याप्त रूप से "समृद्ध" न हो।

एक तरल दर्पण दूरबीन (LMT) एक परावर्तक को घुमाकर बनाया जा सकता है तरल धातु, जैसे पारा. दर्पण सतह एक पैराबोलॉइड आकार मान लेती है क्योंकि सेंट्रिपेटल बल वेग के वर्ग पर निर्भर करता है। इस वजह से, कताई तरल धातु की ऊंचाई केंद्र से इसकी दूरी के वर्ग के लिए आनुपातिक है। कताई तरल पदार्थ द्वारा ग्रहण की गई दिलचस्प आकृति एक स्थिर दर पर पानी की एक बाल्टी को घुमाकर देखी जा सकती है।