Skip to main content

Lực xuyên tâm là gì?

Về mặt kỹ thuật, một lực hướng tâm là bất kỳ lực nào hoạt động theo một đường thẳng.Trong vật lý, nó thường được sử dụng để mô tả ảnh hưởng gây ra vuông góc mdash;ở một góc vuông mdash;đến đường trung tâm, hoặc trục của một đối tượng di chuyển theo đường dẫn quỹ đạo.Nói một cách đơn giản, một quả bóng vung vào một vòng cung ở cuối chiều dài của chuỗi sẽ trải nghiệm lực này, giữ cho chuỗi taut.Một số lực lượng dự đoán khác hoạt động theo các hướng khác nhau để giữ bóng xoay qua vòng cung, nhưng lực hướng tâm chịu trách nhiệm giữ cho nó di chuyển ra khỏi bàn tay giữ chuỗi. Mặc dù nguồn gốc chính xác và bản chất của lực hướng tâm rất phức tạp, chúngcó thể được nhìn thấy tại nơi làm việc trong nhiều quy trình hàng ngày, chẳng hạn như trong các bit công cụ điện, lốp xe quay và vòng bi.Trong gia công, lực này được giải thích là ảnh hưởng đẩy một công cụ cắt ra khỏi bề mặt bị cắt.Tính toán chính xác các chi tiết cụ thể của lực hướng tâm là một bước quan trọng trong việc thiết kế các công cụ và các đối tượng khác với các bộ phận quay.

Lực lượng xuyên tâm làm gì?

Lực lượng xuyên tâm là một thành phần quan trọng của quá trình giữ bất kỳ đối tượng nào di chuyển trong quỹ đạo tròn.Khi một khối lượng đã biết (như một quả bóng) xoay quanh một vòng tròn một khoảng cách đã đặt (bán kính) từ điểm trung tâm ở tốc độ không đổi, lực xuyên tâm đẩy khối lượng ra, ra khỏi trung tâm.Lực giữ cho khối lượng quay ở cùng một khoảng cách từ điểm trung tâm, duy trì đường dẫn quỹ đạo chẵn mdash;một vòng tròn hoặc một hình elip.Nếu không có hành động của lực này, đường dẫn sẽ thất thường và không thể đoán trước được. Điều này đúng với tất cả các đối tượng trên quỹ đạo cho dù chúng có gắn vào trung tâm hay không.Một quả bóng lỏng lẻo xoay quanh bên trong một cái xô cũng bị buộc phải chống lại bức tường bên trong của container bởi một lực xuyên tâm.Lực lượng xuyên tâm, ví dụ, cũng chịu trách nhiệm giữ một quả bóng roulette lên trên cạnh của khe bánh xe trong khi bánh xe quay. Tại sao các lực hướng tâm quan trọng?có tính năng chuyển động quỹ đạo.Việc thiết lập chính xác mức độ của biến này đóng vai trò chính trong hiệu quả tổng thể, an toàn và tuổi thọ dịch vụ của một thiết bị chẳng hạn.Nó cũng cho phép các nhà thiết kế tìm ra những hạn chế thực tế sẽ là gì đối với bất kỳ mặt hàng nào. Ví dụ, vòng bi được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thiết bị khác nhau để hỗ trợ, hướng dẫn và giảm ma sát chuyển động giữa các bộ phận máy cố định và di chuyển.Chúng thường tiếp xúc với các lực hướng tâm tạo ra các ứng suất vật liệu bên trong có thể dẫn đến hao mòn và thất bại cuối cùng nếu lực và các ứng suất liên quan trở nên quá mức.Vòng bi cần đủ mạnh để giữ dưới những áp lực thường xuyên được áp dụng cho chúng.Vì lý do này, có nhiều loại vòng bi được thiết kế và đánh giá cụ thể cho các ứng dụng cơ học có lực hướng tâm cao.

Một ví dụ khác về hiện tượng này tại nơi làm việc là lực lượng cắt một công cụ cắt được khi nó loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của một mảnh công việc.Lực tác dụng lên công cụ để đẩy nó ra khỏi mảnh bị cắt.Lượng lực tác dụng lên thiết bị cắt sẽ phụ thuộc vào các tính năng của chính công cụ và tính chất của vật liệu được gia công.Nếu công cụ được thiết kế xấu và trải nghiệm một lực xuyên tâm quá mức, nó có thể rất khó để đẩy cạnh cắt vào mảnh, dẫn đến kết quả dưới tiêu chuẩn hoặc thậm chí có khả năng làm bị thương người vận hành khi công cụ bị buộc phải bỏ đi.Sự thay đổi lực

Một biến thể của hiện tượng này xảy ra khi động lượng của đối tượng di chuyển thay đổi hoặc phát triển trong quá trình hoạt động.Được biết đến như là biến thể của lực hướng tâm, nó có thể được minh họa bằng ví dụ về lốp ô tô.Lốp xe sẽ trải qua một lực xuyên tâm theo hướng vuông góc với trục của WHLươn rằng, nếu lốp hoàn toàn tròn và bề mặt đường hoàn toàn mịn, sẽ giữ nguyên trong khi bánh xe quay.Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp, vì vậy lực xuyên tâm tác dụng trên lốp thay đổi mỗi khi nó quay.Điều này mang đến cho các nhà thiết kế những thách thức khi thiết kế thiết bị, bởi vì nó phải có khả năng hoạt động an toàn trong các điều kiện môi trường thay đổi liên tục.