Центростремительная сила (карусель)
Согласно первому закону Ньютона (закону инерции) скорость движущегося тела и направление его движения остаются постоянными во времени, если на тело не действуют внешние силы. При вращательном движении направление движения изменяется. В таком случае должна существовать сила, называемая центростремительной силой, направленная к оси вращения. Простая модель карусели демонстрирует действие этой силы.
Если вы выберете второй из четырех переключателей, расположенных в правом верхнем углу апплета, то на рисунке появятся векторы, изображающие силы, действующие на каждый из восьми подвешенных грузов. Сила тяжести обозначена черным, сила натяжения нити - голубым цветом. Сумма этих векторов есть результирующая сила (обозначена красным цветом) или центростремительная сила, упоминавшаяся ранее.
В дополнение к модели карусели (с векторами сил или без них) программа предлагает простую двумерную схему векторов приложенных сил, а также наиболее важные числовые характеристики вращательного движения.
Для того чтобы более детально рассмотреть вектора сил, вы можете остановить вращение при помощи кнопки «Пауза / Сброс» или замедлить его в десять раз при помощи опции «Замедленное движение». Текстовые поля позволяют изменять параметры в определенных пределах (не забудьте нажать клавишу «Enter» на клавиатуре после того, как вы зададите эти параметры).
Примечание: модель предполагает круговое вращение с постоянной угловой скоростью; случаи, когда массы ускоряются или замедляются, не берутся в рассмотрение. Сопротивление воздуха также не учитывается.
В математическом приложении описывается подход, который лежит в основе данного моделирования.
