Центробежная сила на маятнике

Почему мы не учитываем центробежную силу, действующую на груз маятника, когда рисуем диаграмму свободного тела маятника? Это тоже своего рода круговое движение.

Единственными силами, действующими на боб, являются сила тяжести и натяжение струны. Как может действовать любая другая сила?
Центробежная сила. Мы должны учитывать это, если мы находимся в инерциальной системе отсчета, верно?
Описание маятника в инерциальной системе отсчета, если только вы не хотите мучить себя описанием, как его видит человек, который едет на маятнике. Думаю, в наши дни это называют «ф(р)ами Майли Сайрус». ;-)
Строго говоря, спрашивающий прав: центростремительная сила необходима, чтобы удерживать боб на его траектории дуги окружности. Но для приближения малого угла ( en.wikipedia.org/wiki/… ) нам не нужно это учитывать. Перефразируя CuriousOne: мы не мазохисты!
@CuriousOne, это было хорошо. Возможно, у меня будет шанс использовать этот комментарий в классе.
@DavidWhite: Я предполагаю, что вы преподаете физику в колледже, а не в средней школе? Мы не хотим, чтобы вы потеряли работу из-за безобидной шутки между взрослыми. :-)
@CuriousOne, я преподаю AP Physics C, то есть физику на уровне колледжа, старшеклассникам. Спасибо за вашу заботу. Если я упомяну Майли Сайрус, я оставлю свои комментарии с рейтингом G.
@DavidWhite: Будьте осторожны, ваши ученики, вероятно, знают о ней и о том, как было снято видео, гораздо больше, чем вы. Ездить на мяче непросто (я вижу, грядут проблемы со стабильностью!), так что возникает вопрос, пришлось ли им ее приклеивать? Может быть, эта штука стоит целого урока? «Разрушительная езда на мяче для начинающих и студентов-физиков уровня C» . :-)
@Gery John уже определил центростремительную силу для этого случая. Это напряжение меньше м г потому что ⁡ θ . Центростремительная сила сама по себе не является силой. Это ярлык, применяемый к комбинации реальных сил.
ТАК, эта штуковина центростремительной силы включена в силу натяжения струны?

Ответы (1)

Почему мы не учитываем центробежную силу, действующую на груз маятника, когда рисуем диаграмму свободного тела маятника? Это тоже своего рода круговое движение.

Во-первых, вы имели в виду центростремительную, а не центробежную. Круговое движение требует центростремительной силы, а не центробежной силы.

На маятник действуют две силы: гравитация, которая является постоянной силой, и напряжение (или иногда сжатие в случае перевернутого маятника), которое всегда направлено к центральной оси, вокруг которой вращается маятник, или от нее. Эта растягивающая или сжимающая сила является ограничивающей силой. Величина и направление всегда являются именно той величиной, которая необходима для того, чтобы чистая радиальная составляющая силы оставалась неизменной. м в 2 / р , направленный к центральному стержню.

Эту растягивающую/сжимающую силу не нужно моделировать, если только не спросить: «Сломается или согнется ли стержень маятника (или струна)?» Предполагая, что стержень / струна не ломается и не изгибается, единственное интересующее движение возникает из-за тангенциальной составляющей чистой силы. Вам не нужно моделировать радиальную составляющую результирующей силы до тех пор, пока растягивающая/сжимающая сила вдоль/против маятникового стержня может удовлетворять ограничению.

Теперь все вместе: «Связывающие силы не работают!»
Центробежная сила на маятнике
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v