Centripetalkraft
En pendelkula släpps från vila i det läge som figuren visar. Kulans massa är m och avståndet från trådens fästpunkt till kulans centrum är l. Vi väljer en tidpunkt när kulan passerar sitt lägsta läge.
a) Varför måste kraften på kulan från pendeltråden vara större än kulans tyngd?
b) Hur stor är den kraften i detta läge?
Jag förstår inte riktigt hur jag ska göra. Har googlat lite och förstått att jag kan använda mig av energiprincipen; i första läget står kulan stilla och energin är då mgh där h är höjden över det lägsta läget, alltså l/2, så energin = mgl/2
När kulan är längst ner är energin m/2. Dessa båda energier måste vara lika stora:
a = /r = gl/l = g
F = ma = mg
Detta är alltså centripetalkraften, eller?
Fast nu när jag skriver detta kanske jag förstår varför svaret säger att kraften i tråden ska vara 2mg istället för bara mg, så ska se om jag tänker rätt.
När jag räknar ut F = ma så får jag kraftresultanten, eller? Så kraftresultanten är mg. Eftersom den verkar mot mitten av "cirkeln" så verkar den rakt uppåt när kulan är i det nedersta läget, men samtidigt så vet jag att tyngdkraften verkar rakt nedåt. Alltså vet jag att x - mg (tyngdkraften) = mg (kraftresultanten) där x är trådens kraft. x = 2mg. Är det rätt tänkt?
Du får fram att kulans acceleration är g uppåt.
Gravitationen drar kulan nedåt med kraft mg.
Snöret måste då dra kulan uppåt med kraft 2mg, så att kraftresultanten på kulan blir mg uppåt, vilket ger en acceleration på g uppåt.
