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परिपत्र गति से संबंधित समस्याओं में, आप अक्सर एक बल को रेडियल बल, F_r में बदल देते हैं, जो गति के केंद्र को इंगित करता है और एक स्पर्शरेखा बल, F_t, जो F_r के लिए लंबवत और गोलाकार पथ पर स्पर्शरेखा को इंगित करता है। इन ताकतों के दो उदाहरण हैं, उन बिंदुओं पर लागू की गई वस्तुएं जो एक बिंदु पर गति करती हैं और एक वक्र के चारों ओर गति होती हैं जब घर्षण मौजूद होता है।
ऑब्जेक्ट एक बिंदु पर पिन किया गया
इस तथ्य का उपयोग करें कि यदि किसी बिंदु पर किसी वस्तु को पिन किया जाता है और आप केंद्र से एक लाइन के सापेक्ष कोण पर R से दूरी R पर एक बल F लगाते हैं, तो F_r = R (cos (θ) और F_t = F ∙ पाप (θ)।
कल्पना कीजिए कि 20 न्यूटन के बल के साथ एक मैकेनिक एक रिंच के अंत पर जोर दे रहा है। जिस स्थिति में वह काम कर रही है, उससे उसे रिंच के सापेक्ष 120 डिग्री के कोण पर बल लगाना होगा।
स्पर्शरेखा बल की गणना करें। F_t = 20 = पाप (120) = 17.3 न्यूटन।
टोक़
इस तथ्य का उपयोग करें कि जब आप किसी बल को R से दूरी पर लगाते हैं, जहाँ से किसी वस्तु को पिन किया जाता है, तो टोक़ ∙ = R τ F_t के बराबर होता है। आप अनुभव से यह जान सकते हैं कि जिस पिन से आप लीवर या रिंच पर धक्का देते हैं, उससे जितना आगे निकलते हैं, उतना ही आसान होता है उसे घुमाना। पिन से अधिक दूरी पर धक्का देने का मतलब है कि आप एक बड़ा टॉर्क लगा रहे हैं।
कल्पना कीजिए कि 9 न्यूटन-मीटर के टॉर्क को लागू करने के लिए एक मैकेनिक 0.3-मीटर लंबी टोक़ रिंच के अंत पर जोर दे रहा है।
स्पर्शरेखा बल की गणना करें। F_t = _ / R = 9 न्यूटन-मीटर / 0.3 मीटर = 30 न्यूटन।
गैर-वर्दी परिपत्र गति
इस तथ्य का उपयोग करें कि एक स्थिर गति पर किसी वस्तु को स्थिर गति में रखने के लिए आवश्यक एकमात्र बल एक सेंट्रिपेटल बल, F_c है, जो वृत्त के केंद्र की ओर इंगित करता है। लेकिन यदि वस्तु की गति बदल रही है, तो गति की दिशा में एक बल भी होना चाहिए, जो पथ के लिए स्पर्शरेखा है। इसका एक उदाहरण कार के इंजन से निकलने वाला बल है, जो किसी वक्र के चारों ओर जाने पर गति को तेज करता है या घर्षण का बल इसे रोकने के लिए धीमा करता है।
कल्पना कीजिए कि एक चालक त्वरक से अपना पैर हटा लेता है और 25 मीटर की परिधि के साथ गोलाकार वक्र के चारों ओर इसे चलाते हुए 15 मीटर / सेकेंड की शुरुआती गति से 2,500 किलोग्राम के कार तट को रोक देता है। कार 30 मीटर की दूरी तय करती है और इसे रोकने में 45 सेकंड लगते हैं।
कार के त्वरण की गणना करें। प्रारंभिक स्थिति, x (0), प्रारंभिक वेग, v (0), और त्वरण, a, x (t) - x की स्थिति के रूप में x, t (समय) स्थिति को शामिल करने का सूत्र है। 0) = v (0) v t + 1/2 ∙ a 2 t ^ 2। X (t) - x (0) = 30 मीटर, v (0) = 15 मीटर प्रति सेकंड और t = 45 सेकंड में प्लग करें और स्पर्शरेखा त्वरण के लिए हल करें: a_t = –0.637 मीटर प्रति सेकंड चुकता।
न्यूटन के दूसरे नियम F = m ton का उपयोग करें ताकि यह पता लगाया जा सके कि घर्षण ने F_t = m = a_t = 2,500 × (-0.637) = –1,593 Newtons की एक स्पर्शरेखा बल लागू किया होगा।