원운동과 구심력

1. 물체가 원운동을 할 때, 구심력(centripetal force)이 필요하다.

2. 그림에서, 붉은 공은 마찰이 없는 작은 구멍을 통해 나온 녹색 줄에 의해 당겨 지고 있다.

3. 붉은 공은 속도 v를 가지고 반경 r의 원을 그리며 돌고 있다.

4. 한편, 녹색 줄의 다른 끝에는 검은 공이 묶여 있다.

5. 만약, 그것이 평형일 때,(줄이 오르내리지 않고, 현 운동상태를 유지)

검은 공의 중력과 붉은 공의 구심력의 크기가 같다고 할 수 있다.

검은 공의 중력은 Fg = Mg ,

붉은 공의 구심력 Fc = m v²/r = m w² r ( v=w*r )

Fg = Fc 즉, Mg = m w² r

1. 검은 공을 위/아래로 드래그 하면 반경 r의 변화를 줄 수 있다.(그때, 검은 공의 크기가 변함)

2. F가 r과 평행하기 때문에, 붉은 공에 작용하는 토크는 0이다.

붉은 공의 각운동량은 일정하다.

L = r m v = m r² w = constant

반경 r을 변할 때,

구심력 Fc= (rmv)²/ (mr³) = L²/ (mr³) 도 변한다.

3. 마우스의 왼쪽 버튼을 누르고 있으면 정지하고, 풀면 동작한다.

4. [자취]에 체크를 하면, 운동 자취를 볼 수 있다.

[지우기]를 누르면 자취가 지워진다.

5. 매개변수 :

짧은 흰색 선은 속도 벡터 v(= r w)를 나타낸다.

w : 각 진동수(frequency)

r : 반경

Mg/m : Mg는 검은 공의 중력

m은 빨간 공의 질량

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