Dela krafter

Kraftpilarna visar just krafter och dessa i sig beskriver inte hur stenen rör sig. Stenen vill fortsätta uppåt åt vänster i ovanläget men eftersom det finns en nettokraft nedåt börjar den också accelerera nedåt. Denna acceleration skulle få stenen att falla ner om hinken blev kvar i ovanläget.

Tillägg: 3 sep 2022 17:16

Ändrade från ”uppåt” till ”vänster” efter D4NIELs rättelse nedan.

Teraeagle skrev:

Kraftpilarna visar just krafter och dessa i sig beskriver inte hur stenen rör sig.

Så man ska inte koplla krafter och rörelse? 

Är det den cirkulära rörelsen som gör att bollen är kvar i hinken? 

I det övre läget är stenens (och hinkens ) hastighet riktad rakt åt vänster.

Om personen släppte taget om linan i det läget skulle stenen fortsätta rakt åt vänster (i tangentens riktning).

Det som kan verka underligt med cirkulär rörelse är att hastigheten hela tiden måste byta riktning. Hastigheten ändras alltså, även om farten är konstant. Det innebär att stenen accelererar hela tiden. Trots att farten kanske är konstant.

För att ändra stenens hastighet måste vi påföra en kraft enligt Newtons andra lag.

Den kraft som måste påföras ett föremål för att få det att följa en cirkulär bana med konstant hastighet kallas Centripetalkraft och är riktad mot den cirkulära banans centrum.

I det övre läget i din bild utgörs Centripetalkraften av $F_n$ och $F_g$. Tillsammans håller dessa krafter kvar stenen i cirkelrörelsen (dvs accelererar stenen så att hastighetens riktning ändras lagom mycket)

Det går att räkna ut hur stor kraft man måste påföra stenen för att hålla den kvar i en cirkelrörelse. I gymnasiekursen ingår en formel $\displaystyle F_c=m\frac{V^2}{R}$