구심 가속도(또는 정상 가속도)

코멘트를 남겨주세요 / 에 의해 조나단 레이놀즈 / 6월 19, 2023

이 기사에서는 물리학에서 구심 가속도(또는 정상 가속도)가 무엇인지 설명합니다. 마찬가지로, 구심 가속도를 계산하는 방법과 개념을 더 잘 이해하기 위한 해결 연습을 발견하게 될 것입니다.

구심가속도(또는 정상가속도)란 무엇입니까?

수직 가속도 또는 방사형 가속도 라고도 하는 구심 가속도는 원 운동을 설명하는 몸체 속도 방향의 변화를 일으키는 가속도입니다. 구심 가속도는 움직이는 물체의 속도에 수직이며 원 운동의 중심을 향합니다.

따라서 구심 가속도는 원 운동을 일으키는 움직이는 물체의 가속도의 벡터 구성 요소입니다. 왜냐하면 몸에 구심 가속도가 없으면 몸은 직선으로 계속 움직이기 때문에 회전하지 않을 것이기 때문입니다.

일반적으로 구심 가속도는 기호 _ac 로 표시되지만 기호 _an (정상 가속도) 또는 _at (반경 가속도)도 사용할 수 있습니다.

정상 가속

접선 가속도(a _t )와 구심 가속도( _ac )는 균일하지 않은 원 운동을 설명하는 이동체 가속도의 두 벡터 구성요소입니다. 접선 가속도는 원 운동 경로에 접하는 반면, 구심 가속도는 원형 경로의 중심을 향합니다. 아래에서는 접선 가속도와 구심 가속도의 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

간단히 말해서, 물체가 원 운동을 설명하는 경우 이는 속도의 방향을 변경하는 가속도의 구성 요소이고 따라서 물체가 곡선 운동을 설명하는 원인이기 때문에 구심 가속도가 있음을 의미합니다.

구심가속도 공식

등속 원운동에서 구심 가속도(또는 수직 가속도)는 접선 속도를 궤적 반경으로 나눈 제곱과 같습니다. 구심 가속도는 각속도의 제곱에 궤적의 반경을 곱하여 계산할 수도 있습니다.

따라서 구심 가속도(또는 수직 가속도)를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

구심 가속도, 수직 가속도 또는 방사형 가속도에 대한 공식

금:

$a_c$

구심 가속도(또는 정상 가속도)입니다.
$v$

접선 속도 입니다.
$r$

원 운동 경로의 반경입니다.
$\omega$

각속도 입니다.

구심 가속도(또는 수직 가속도)는 길이 단위를 시간 제곱 단위로 나눈 값으로 표현됩니다. 따라서 국제 시스템(SI)의 구심 가속도 단위는 미터를 초당 제곱으로 나눈 값(m/s ² )입니다.

구심가속도 계산의 예

이제 우리는 구심 가속도의 정의와 그 공식이 무엇인지 알았으므로 이러한 유형의 가속도가 어떻게 계산되는지에 대한 구체적인 예를 살펴보겠습니다.

모빌은 각속도가 2rad/s이고 곡률 반경이 6m인 등속 원 운동을 설명합니다. 모바일의 구심가속도는 얼마인가?

구심 가속도를 찾으려면 위 섹션에서 설명한 공식을 사용해야 합니다.

$a_c=\omega^2 \cdot r$

따라서 데이터를 공식에 연결하고 구심 가속도를 계산합니다.

$a_c=2^2 \cdot 6=24\ \cfrac{m}{s^2}$

구심 가속도와 접선 가속도

이 섹션에서는 구심 가속도와 접선 가속도의 차이점을 살펴보겠습니다. 왜냐하면 두 가지가 원운동을 수행하는 신체 가속도의 두 가지 본질적인 구성 요소이기 때문입니다.

접선가속도 는 원운동의 궤적에 접하는 가속도이며 원운동을 하는 물체의 접선속도 변화의 원인이다.

구심 가속도와 접선 가속도의 차이점은 구심 가속도는 원 운동을 설명하는 움직이는 물체의 속도 방향을 변경하고 접선 가속도는 이동 속도의 크기를 변경한다는 것입니다. .

또한 접선 가속도는 원형 경로에 접하지만 구심 가속도는 원형 경로의 중심을 향합니다. 따라서 구심 가속도와 접선 가속도는 수직입니다.

등속 원운동에서는 이동체가 방향을 바꾸기 때문에 구심 가속도를 갖지만, 각속도가 일정하고 따라서 접선 속도의 진폭도 일정하기 때문에 접선 가속도가 없다는 점을 명심하십시오.

➤ 참조: 접선 가속도(또는 선형 가속도)

구심가속도와 구심력

구심력은 원 운동을 따르고 원형 경로의 중심을 향하는 몸체에 작용하는 힘입니다. 따라서 구심력은 물체의 방향을 바꾸고 곡선 운동을 설명하는 힘입니다.

구심력은 구심 가속도로부터 계산됩니다. 보다 정확하게는 구심력 계수는 구심 가속도에 움직이는 물체의 질량을 곱한 것과 같습니다.

$F_c=m\cdot a_c$

금:

$F_c$

구심력이다.
$m$

원 운동을 따르는 신체의 질량입니다.
$a_c$

구심 가속도(또는 정상 가속도)입니다.

구심력 벡터는 구심 가속도 벡터와 동일한 방향 및 방향을 가지므로 그 방향은 접선 속도에 수직이고 방향은 원 경로의 중심을 향합니다.

구심 가속도와 원심 가속도

마지막으로, 구심 가속도는 종종 혼동되고 두 가지 다른 유형의 가속도이기 때문에 원심 가속도와 어떻게 다른지 살펴보겠습니다.

원심 가속도 는 회전 기준 시스템에서 물체의 움직임을 연구할 때 나타나는 가상의 가속도입니다.

구심 가속도와 원심 가속도의 차이점은 구심 가속도는 물체가 원운동을 할 때 발생하는 실제 가속도인 반면, 원심 가속도는 회전 시 시스템 기준에 사용되는 가상 가속도라는 것입니다.

코멘트를 남겨주세요 답장 취소