Forstå kreftene som er involvert i roterende mekaniske systemer er avgjørende for design og sikkerhet. Denne artikkelen gir en klar, trinnvis guide til beregning av sentrifugal- og sentrifugalkrefter.

Grunnleggende i Centripetal og Centrifugal Forces

Centripetal kraft er den indre kraft som kreves for å holde et objekt bevegelig i en sirkulær bane. Centrifugal kraft er den tilsynelatende ytre kraften som oppleves av et objekt i en roterende ramme. Begge kreftene er relaterte men virker i motsatte retninger.

Beregner Centripetal Force

Formlen for sentrifetalkraft (F] c]) er:

F]c] = m × v]]2 / r]]

Hvor:

  • m = massen av objektet
  • v = hastigheten på objektet
  • r = radius av den sirkulære banen

For å beregne, erstatte de kjente verdiene i formelen.

Beregner Centrifugal Force

Centrifugalkraft beregnes basert på de samme parametrene, men vises som en utadrettet kraft i en roterende ramme. Formlen er:

F]] = m × r × ω]]2]

Hvor:

  • m = massen av objektet
  • r = radius av den sirkulære banen
  • ⁇ = vinkelhastighet i radianer per sekund

Vinkelhastighet (Ü) kan beregnes ut fra lineær hastighet (v) ved bruk av:

⁇ = v / r]

Eksempelberegning

Gitt en masse på 10 kg bevegelig med en hastighet på 20 m/s i en sirkel med en radius på 5 meter:

Beregn sentrifetalkraften:

F]c = 10 × 20]2] / 5 = 10 × 400 / 5 = 800 N

Beregn vinkelhastigheten:

ω = 20 / 5 = 4 rad/sek

Beregn sentrifugalkraften:

F]cf = 10 × 5 × 4]2]] = 10 × 5 × 16 = 800 N