Normalt, når vi taler om at flytte, viforestil dig et objekt, der bevæger sig i en lige linje. Hastigheden for en sådan bevægelse kaldes normalt lineær, og beregningen af dens gennemsnitlige værdi er enkel: find bare forholdet mellem den tilbagelagte afstand og det tidspunkt, som det blev overvundet af kroppen. Hvis objektet bevæger sig i en cirkel, er vinkelhastigheden snarere end lineær i dette tilfælde allerede bestemt. Hvad er denne værdi, og hvordan beregnes den? Dette vil blive diskuteret i denne artikel.
Vinkelhastighed: koncept og formel
Når et materielt punkt bevæger sig i en cirkel,hastigheden for dens bevægelse kan karakteriseres ved værdien af rotationsvinklen for radius, der forbinder det bevægende objekt med midten af den givne cirkel. Det er klart, at denne værdi konstant ændres afhængigt af tid. Den hastighed, hvorpå denne proces finder sted, er kun vinkelhastighed. Med andre ord, dette er forholdet mellem afvigelsen af objektets radiusvektor og det tidsrum, som objektet tog for at afslutte en sådan drejning. Vinkelhastighedsformlen (1) kan skrives i følgende form:
w = φ / t, hvor:
φ er radiusens rotationsvinkel
t er rotationsperioden.
Måleenheder
I det internationale system af almindeligt accepterede enheder (SI)for at karakterisere sving er det sædvanligt at bruge radianer. Derfor er 1 rad / s den basisenhed, der bruges til beregning af vinkelhastighed. På samme tid forbyder ingen at bruge grader (husk, at en radian er lig med 180 / pi, eller 57˚18 '). Vinkelhastighed kan også udtrykkes i omdrejninger pr. Minut eller pr. Sekund. Hvis bevægelsen omkring cirklen sker ensartet, kan denne værdi findes med formlen (2):
w = 2π * n,
hvor n er rotationsfrekvensen.
Ellers, ligesom de gørfor normal hastighed beregnes den gennemsnitlige eller øjeblikkelige vinkelhastighed. Det skal bemærkes, at den pågældende mængde er vektoriel. For at bestemme dens retning bruger de normalt gimlet-reglen, som ofte bruges i fysik. Vinkelhastighedsvektoren er rettet i den samme retning, i hvilken den bevægelige bevægelse af skruen med højre gevind sker. Med andre ord er det rettet langs den akse, som legemet drejer rundt i, i hvilken retningen rotationen ses set mod uret.
Beregningseksempler
Antag, at du vil bestemme, hvad der er liglineær og vinkelhastighed på hjulet, hvis det vides, at dets diameter er lig med en meter, og rotationsvinklen ændres i overensstemmelse med loven φ = 7t. Vi bruger vores første formel:
w = φ / t = 7t / t = 7 s-1.
Dette vil være den ønskede vinkelhastighed.Nu vender vi os til søgen efter den sædvanlige bevægelseshastighed. Som det er kendt, er v = s / t. I betragtning af at s i vores tilfælde er hjulomkredsen (l = 2π * r), og 2π er en fuld omdrejning, opnås følgende:
v = 2π * r / t = w * r = 7 * 0,5 = 3,5 m / s
Her er et andet puslespil om dette emne.Det vides, at jordens radius ved ækvator er 6370 kilometer. Det er nødvendigt at bestemme den lineære og vinkelhastighed af punkterne placeret på denne parallel, hvilket opstår som et resultat af rotationen af vores planet omkring dens akse. I dette tilfælde har vi brug for den anden formel:
w = 2π * n = 2 * 3,14 * (1 / (24 * 3600)) = 7,268 * 10-5 glad / s
Det gjenstår at finde ud af, hvad den lineære hastighed er: v = w * r = 7,268 * 10-5 * 6370 * 1000 = 463 m / s.
