Kraftresultanten vid cirkulär rörelse....
Har stött på följande fråga:
En kula är fastsatt i änden av ett snöre vars andra ändpunkt är fastsatt i en fix punkt O. Kulan har satts i rörelse så att den beskriver en cirkulär bana i ett vertikalplan. I figuren är fyra punkter i kulans bana markerade. A och C är högsta respektive lägsta punkten. B och D är ändpunkterna i cirkelbanans horisontella diameter. Under cirkelrörelsen varierar kulans fart. Rita för var och en av dessa punkter riktningen hos den resulterande kraft som verkar på kulan då punkten passeras.
Facit:
Jag tänker följande:
Kraftresultanten i cirkulär rörelse (centripetalkraften) är väl alltid riktad inåt mot centrums mitt? Dessutom ritade jag resultanten som störst i C (då all Ep --> Ek) och lägst i A (Ep + Ek) samt lika långa i B och D (mindre än C men större än A). Här framgår det att pilarna A och C är lika stora + B och D är riktade snett nedåt. Vad är det jag missar?
Kulan påverkas av en kraft från snöret som behövs för att accelerera den till cirkelrörelsen (v2/r) och den är riktad mot centrum. Kulan påverkas också av tyngdkraften som verkar vertikalt neråt. Då får man den principiella bild som visas ( i tex B är en komposant inåt höger och en komposant nedåt).
OBS att krafterna inte är lika stora, svarsbilden är bara principiell! Om man t ex snurrar så fort att tyngdkraften blir liten i jämförelse blir alla pilarna nästan lika stora och nöstan riktade rakt in mot centrum.
Om snurren är så långsam att snöret just blir slakt på toppen av rörelsen blir kulan "tyngdlös". Det är det som utnyttjas när man tränar astronauter i flygplan.
