مِحسبةطريقة الاستخدام
تحسب حاسبة القوة المركزية مقدار القوة اللازمة للحركة الدائرية بالعلاقة F=mv²/r، وتحسب أيضًا التسارع المركزي a=v²/r. ويمكن استخدام السرعة الزاوية بالعلاقة F=mrω² أو حل المعادلات لإيجاد الكتلة أو نصف القطر أو السرعة. القوة المركزية ليست قوة جديدة مستقلة، بل اسم لمحصل القوى المتجهة نحو مركز المسار.
- اختر مصدر السرعة: مماسية v أو زاوية ω/RPM.
- اختر المتغير المطلوب: القوة أو الكتلة أو نصف القطر أو السرعة، ثم اختر SI أو الإمبراطوري.
- أدخل القيم المعروفة واحسب لعرض القوة والتسارع المركزي والسرعة المماسية والزاوية.
طريقة الحساب
مثال عملي
مثال: جسم كتلته 2 kg بسرعة 4 m/s على نصف قطر 0.5 m يحتاج قوة مركزية مقدارها 64 N، وتسارعه المركزي 32 m/s².
ملاحظات مهمة
القيمة الناتجة هي مقدار محصلة القوة للداخل. القوة الفعلية التي توفرها قد تكون احتكاكًا أو شدًا أو جاذبية أو قوة عمودية. لا تستخدم النتيجة وحدها لتصميم أنظمة حرجة للسلامة.
أمثلة عملية وقراءة النتائج
كتلة 2 كجم تدور بنصف قطر 3 أمتار وسرعة مماسية 6 أمتار/ثانية تحتاج قوة مركزية 24 نيوتن. التسارع المركزي 12 مترًا/ثانية².
| الحالة | طريقة الحساب | النتيجة |
|---|---|---|
| القوة المركزية | 2 × 6² ÷ 3 | 24 N |
| التسارع المركزي | 6² ÷ 3 | 12 m/s² |
كيف تتحقق من النتيجة؟
اختر حساب القوة والوحدات الدولية ومصدر السرعة المماسية. القوة المركزية هي محصلة القوى نحو المركز، وليست قوة إضافية منفصلة عن القوى الفعلية المؤثرة.
أسئلة شائعة
كيف أحسب القوة المركزية؟
استخدم F=mv²/r: اضرب الكتلة m في مربع السرعة v ثم اقسم على نصف القطر r. مثال: 2 kg بسرعة 4 m/s ونصف قطر 0.5 m تعطي 64 N.
ما العلاقة بين RPM وω؟
ω بالراديان/ثانية = RPM×2π÷60.
هل السرعة المركزية اتجاهها نحو المركز؟
السرعة المماسية تكون على المماس، بينما التسارع والقوة المركزية يتجهان إلى المركز.
هل القوة المركزية قوة إضافية مستقلة؟
لا. هي اسم لمحصل القوى الحقيقية المتجهة نحو المركز، مثل الشد أو الاحتكاك أو الجاذبية. لا تضفها مرة ثانية عند رسم مخطط القوى؛ اجمع المركبات الشعاعية للقوى الموجودة.