AP Physics 1: Circular Motion 3: Object moving in a horizontal circle

Nicole Carro

8 Jan 201507:59

Summary

TLDRDans cette vidéo, nous explorons un problème de mouvement circulaire où un jeu de clés est suspendu à une lanière et tourné à une vitesse constante de 3 m/s. L'objectif est de calculer la tension dans la corde en analysant les forces en jeu. La force de gravité agit vers le bas, tandis que la tension dans la corde se divise en deux composants, vertical et horizontal. En utilisant la formule de l'accélération centripète et la deuxième loi de Newton, nous déterminons que la tension dans la corde est de 0,6 N. Cette vidéo fournit une introduction claire à la résolution de problèmes en mouvement circulaire.

Takeaways

😀 La masse des clés est de 0,02 kg et la vitesse est de 3 m/s.
😀 Le rayon du cercle de mouvement circulaire est de 3 m.
😀 L'objectif est de calculer la tension dans la corde qui maintient les clés.
😀 La première étape pour résoudre ce problème est de dessiner un diagramme de forces pour le système des clés.
😀 La force de gravité (poids) agit vers le bas avec une magnitude de 0,2 N.
😀 La corde exerce une force de tension sur les clés dans les directions horizontale et verticale.
😀 Il n'y a pas d'accélération dans la direction verticale, donc la composante verticale de la tension équilibre le poids.
😀 La tension dans la direction horizontale fournit la force centripète nécessaire pour maintenir le mouvement circulaire des clés.
😀 L'accélération centripète est donnée par la formule a_c = v^2 / r, soit a_c = 3 m/s² dans ce cas.
😀 La force nette dans la direction horizontale (centripète) est égale à 0,06 N, ce qui correspond à la tension dans la corde.
😀 La tension dans la corde, responsable du mouvement circulaire des clés, est donc de 0,06 N.

Q & A

Quel est le problème physique principal abordé dans le script ?
-Le script aborde un problème de mouvement circulaire, où l'on cherche à déterminer la tension dans une corde tenant un ensemble de clés tournant autour d'un cercle.
Quelle est la masse de l'ensemble des clés dans l'exemple ?
-La masse de l'ensemble des clés est de 0,02 kg.
Quel est le rayon du cercle décrit par les clés ?
-Le rayon du cercle est de 3 mètres.
Quelle est la vitesse des clés pendant leur mouvement circulaire ?
-La vitesse des clés est de 3 m/s.
Quelle est la première étape de la méthode de résolution des problèmes présentée dans le script ?
-La première étape consiste à choisir un système et à dessiner un diagramme de forces pour ce système.
Quelles forces agissent sur les clés selon le diagramme de forces ?
-Les forces agissant sur les clés sont la force gravitationnelle (poids) dirigée vers le bas et la tension dans la corde, qui est dirigée vers le centre du cercle.
Pourquoi l'accélération dans la direction verticale est-elle nulle ?
-L'accélération dans la direction verticale est nulle car il n'y a pas de mouvement vertical, et donc la somme des forces verticales est égale à zéro.
Quel est le rôle de la force de tension dans ce problème de mouvement circulaire ?
-La force de tension dans la corde est responsable de fournir la force centripète qui permet aux clés de maintenir un mouvement circulaire à vitesse constante.
Comment calcule-t-on l'accélération centripète dans ce problème ?
-L'accélération centripète se calcule avec la formule a = v² / r, où v est la vitesse (3 m/s) et r est le rayon (3 m). Cela donne une accélération de 3 m/s².
Quel est le calcul du vecteur de la force nette dans la direction horizontale ?
-La force nette dans la direction horizontale est égale à la tension dans la corde, qui est également la force centripète, et est calculée comme la masse multipliée par l'accélération centripète, soit 0,02 kg * 30 m/s², soit 0,6 N.
Pourquoi la tension dans la corde est-elle équivalente à la force nette dans la direction horizontale ?
-La tension dans la corde est équivalente à la force nette dans la direction horizontale car elle fournit la force centripète nécessaire pour maintenir le mouvement circulaire des clés.
Quel est le rôle de la force centripète dans ce type de problème de mouvement circulaire ?
-La force centripète est responsable de la direction du mouvement circulaire, en agissant vers le centre du cercle et permettant aux objets en mouvement de suivre une trajectoire circulaire.