Sadržaj
RAVNOMERNO KRUŽNO KRETANjE MATERIJALNE TAČKE
Kružno kretanje je kretanje po krivolinijskoj putanji oblika kružnice za razliku od pravolinijskog gde se telo kreće po pravolinijskoj putanji. U ovom članku će biti pokazana animacija kružnog kretanja materijalne tačke. Za razliku od pravolinijskog kretanja gde su fizičke veličine koje opisuju kretanje, pređeni put s[m], brzina v[m/s] i ubrzanje a[m/s2], kod kružnog kretanja posmatraćemo fizičke veličine kao što su ugao koji zaklapa vektor položaja sa X osom φ[rad], ugaona brzina ω[rad/s], ugaono ubrzanje α[rad/s2].
Najjednostavniji oblik krivolinijskog kretanja materijalne tačke je kružno kretanje. U svakoj tački putanje pravac trenutne brzine se poklapa sa tangentom na putanju. Vektor brzine i radijus vektor su međusobno normalni.
Vrste kružnog kretanja:
- ravnomerno kružno kretanje – intenzitet brzine se ne menja
- promenljivo kružno kretanje – intenzitet brzine se menja
Ako se materijalna tačka kreće po kružnici brzinom stalnog intenziteta, takvo kretanje se naziva ravnomerno kružno kretanje.
Pošto je pri ravnomernom kružnom kretanju brojna vrednost (intenzitet) brzine stalna, tangencijalno ubrzanje je jednako nuli. Međutim, neprekidno se menja pravac brzine, pa postoji normalno ubrzanje.
Pravac normalnog ubrzanja se poklapa sa poluprečnikom kružnce, a smer je uvek ka centru kružnice, pa se zato naziva i radijalno odnosno centripetalno ubrzanje.
Intenzitet centripetalnog ubrzanja je srazmeran kvadratu brzine materijalne tačke, a obrnuto srazmeran poluprečniku putanje po kojoj se materijalna tačka kreće.
ac=v2/r
RAVNOMERNO PROMENLjIVO KRUŽNO KRETANjE MATERIJALNE TAČKE
Ako se materijalna tačka kreće po kružnici brzinom čiji se intenzitet ravnomerno menja, takvo kretanje se naziva ravnomerno promenljivo kružno kretanje.
Pošto se pri ravnomerno promenljivom kružnom kretanju menja i brojna vrednost (intenzitet) brzine, postoji i normalno (radijalno odnosno centripetalno) i tangencijalno UBRZANjE. Intenzitet tangencijalnog ubrzanja je konstantan, a intenzitet normalnog ubrzanja nije konstantan (vidi formulu – menja se sa promenom brzine).
aT = Δv/Δt
aT = (v2-v1)/(t2-t1)=const
Vektor ukupnog ubrzanja:
a = √ac2+aT2
a = √(v2/r)2+aT2
Kod ravnomerno ubrzanog kružno kretanja:
- smer tangencijalnog ubrzanja i smer brzine se poklapaju
- vektor ukupnog ubrzanja i vektor brzine grade oštar ugao
Ugaona brzina je fizička veličina kojom se opisuje brzina rotacije materijalne tačke.
Ugaono ubrzanje je fizička veličina kojom se opisuje promena ugaone brzine kod promenljivog rotacionog kretanja.
CENTRIPETALNA SILA
Pravac normalnog ubrzanja se poklapa sa pravcem poluprečnika, a smer je ka centru kružnice. Pošto postoji ubrzanje, mora da postoji i sila koja je uzrok tog ubrzanja. Ova sila ima isti pravac i smer kao i normalno ubrzanje. Pošto je usmerena ka centru rotacije naziva se centripetalna sila.
Intenzitet centripetalne sile:
Fcp = m*v2/r
Intenzitet centripetalne sile:
Fcp = m*r*ω2
Konac deluje na kuglicu centripetalnom silom primoravajući je da se kreće po kružnici.
Ako postoji i tangencijalna sila ona će primoravati da se telo kreće sve brže i brže (postoji i tangencijalno ubrzanje).
Tangencijalna sila menja intenzitet brzine tela koje se kreće po kružnoj putanji, a centripetalna sila menja pravac i smer tangencijalne brzine.
Centripetalna sila nije nikakva posebna vrsta sile već samo naziv za bilo koju silu čije delovanje dovodi do kružnog kretanja tela oko nekog centra. Centripetalna sila je sila koja primorava telo da se kreće po kružnoj putanji.