Центростремительное ускорение (иногда его называют также нормальным ускорением) — это ускорение, направленное к центру кривизны траектории, по которой движется тело. Это ускорение возникает при движении тела по окружности или по криволинейной траектории и связано с изменением направления скорости тела, а не её модуля.
Для расчета центростремительного ускорения используется формула:
[ a_c = \frac{v^2}{R} ]
где:
- ( a_c ) — центростремительное ускорение,
- ( v ) — скорость движения тела,
- ( R ) — радиус кривизны траектории.
В данном случае:
- радиус кривизны ( R = 50 ) м,
- скорость ( v = 54 ) км/ч.
Для удобства расчетов, скорость необходимо перевести из километров в час в метры в секунду. Напомним, что 1 км/ч = ( \frac{1}{3.6} ) м/с. Таким образом, скорость ( v ) в метрах в секунду будет:
[ v = 54 \, \text{км/ч} \times \frac{1}{3.6} \, \text{(м/с)/(км/ч)} = 15 \, \text{м/с} ]
Теперь подставим известные значения в формулу для центростремительного ускорения:
[ a_c = \frac{v^2}{R} = \frac{(15 \, \text{м/с})^2}{50 \, \text{м}} = \frac{225 \, \text{м}^2/\text{с}^2}{50 \, \text{м}} = 4.5 \, \text{м/с}^2 ]
Таким образом, центростремительное ускорение мотоциклиста, движущегося по закругленному участку дороги радиусом 50 м с постоянной скоростью 54 км/ч, составляет 4.5 м/с².