physique question #35



Mike Smith (Genre: mâle, Àge: 17 années) de l'Internet sur 24 juillet, 1999 demande:

Q:

Pouvez-vous m'aider avec la physique d'un tour de parc d'amusement appelé le tapis magique ? Le tapis magique est un tour où vous se reposent sur une plateforme (le tapis) et elle commence à balancer de va-et-vient comme un pendule. Quand elle obtient au point le plus élevé, toi mettez \ le 'mouvement de t pendant quelques moments, vous laissez tomber alors de nouveau dans l'oscillation. I \ 'm essayant de trouver le poids apparent que vous auriez au fond de l'oscillation. Je connais la vraie masse, qui est de 70.3 kilogrammes. La période de la chute est 3.18 sec. L'accélération dans le Gs est 1 ; la décélération dans le Gs est 3.25, et la taille du tour est de 6.24 mètres. J'ai besoin maintenant de la force centripète ainsi je pourrais l'ajouter sur le vrai poids mais je ne peux pas le trouver. Pourriez-vous aider ?

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la réponse

Donald J. Barry répondu le 24 juillet, 1999, R:

Vos variables sont : la masse m = 70.3 kilogrammes, taille de pendule d = 6.24 m g = constante de la gravité locale = 9.8 N/kg.

Le « tour » à ce problème est de se rendre compte que l'énergie potentielle que vous devez avoir au moment où le dégagement (le dessus de l'arc de pendule) est entièrement converti en énergie cinétique à l'heure actuelle les oscillations de pendule par le fond de son arc. C'est le moment de la plupart d'accélération centripète rapide et donc le moment le passager sur le tour de tapis sentira la plus grande force. L'énergie potentielle au moment où le dégagement = le m g d égalisent ceci avec de l'énergie cinétique pour une masse de 70.3 kilogrammes (0.5 m v^2) c.-à-d., m g d = 0.5 m v^2 pour obtenir la vitesse maximum. Ainsi v = racine carrée (2 g d). Maintenant à partir de cette vitesse vous pouvez déterminer l'accélération centripète. Vous devez connaître le rayon du pendule lui-même (ceci fonctionne pour des montagnes russes, aussi, si vous pouvez trouver le rayon du cercle qui des matchs la courbure des courbures dans la voie). L'accélération centripète égale v^2/r pour l'accélération le long d'un cercle du rayon R. Si c'est également la taille d de pendule (c.-à-d., vous êtes lâchés ainsi vous êtes instantanément dans la chute libre) alors que la formule est tout à fait simple : accélération centripète = (sqrt (2 g d)) le ^ 2/d = 2 g d/d = 2 g car vous avez correctement observé, là est également le g supplémentaire contribué par la terre (il ne s'éteint pas) ainsi le participant sentirait 3 g de force au fond du tour.

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