Кръгово движениеуниформа е вид движение, което се случва с скоростизкачвам сепостоянна по траектория на формата Кръгова. Въпреки че получи прилагателното униформа, това движение е ускорено, тъй като промяната в посоката на вектора на скоростта предполага съществуването на a центростремително ускорение от радиална посока, чиято посока сочи към центъра на кривата.
Вижте също: равномерно движение - формули, концепции, упражнения
Въведение в равномерното кръгово движение
равномерно кръгово движение (MCU) е този, при който частица се движи по кръгова пътека с постоянен радиус. При този тип движение и двете скаларна скорост по отношение на ъглова скорост са постоянни, но движението еускорено, тъй като при този тип траектория е необходимо да има ускорение, което сочи в посока на радиуса, винаги към центъра на кривата, т.нар. центростремително ускорение.
Тъй като траекторията, обхваната в MCU é Циркуляр, изминатото пространство (ΔS) от частицата може да се изчисли от a
дъга на обиколката, така че пълният завой да има дължина, равна на 2πR, където R представлява величината на радиуса на тази окръжност.Скаларната скорост v do равномерно кръгово движениеот своя страна се изчислява от съотношението между пространствопътували (ΔS) и почивкаввреме (Δt), както е показано по-долу:
Във формулата по-горе е възможно да се отделят ъгловите величини от пространствените. Правейки това, друга формула за скоростизкачвам се. Такава формула показва, че модулът на скаларната скорост, с която частицата се движи, може да се изчисли от произведението между скоростъглова (ω) и радиус на пътя (R).
НА скоростъглова обикновено се нарича честотаъглова а също и от пулсация. Неговата мерна единица е радиан в секунда (rad / s). Тъй като обаче радианът е a мярка за ъгъл, а не а физическо количество, мерната единица за ъглова скорост, строго погледнато, е s-1, което е еквивалентно на херца (Hz).
Ъгловата скорост е свързана и с две други важни величини за кръгови движения: честота (f) и период (T). Честотата, чиято мерна единица е също Hz, показва количеството завъртания, които една частица изпълнява всяка секунда, докато периодът показва времето, необходимо на тази частица да премине една обиколка завършен. По този начин честотата и периодът са обратно пропорционални величини и са свързани помежду си. Гледам:
Центропетално ускорение на MCU
НА центростремително ускорение е този, който винаги сочи към центъра на кривата изпълнявани от частица в кръгово движение. Това ускорение може да бъде произведено от a сцепление, сила на триене, магнитна сила, наред с други.
Точно като скаларно ускорение, центростремителното ускорение се измерва в Госпожица². Физическото значение на центростремителното ускорение обаче е различно от значението на скаларното ускорение. Докато последният посочва вариация на величината на скоростта, центростремителното ускорение показва a промяна в посоката на скоростта, благодарение на характера вектор на скоростта в кръгово движение.
НА формула използва се за изчисляване на величината на центростремителното ускорение на частица в MCU е както следва:
Прочетете също: Кръгово движение: MCU и MCUV
Решени упражнения за равномерно кръгово движение
Въпрос 1 -Определете ъгловата скорост на частица, която развива равномерно кръгово движение по траектория с равномерен радиус, равна на 0,5 m, с постоянна скорост 2,0 m / s.
а) 1,5 rad / s
б) 3,0 rad / s
в) 4,0 rad / s
г) 1,0 rad / s
Резолюция:
Въз основа на информацията, предоставена от изявлението за упражнението, ще изчислим ъгловата скорост.
Според нашите изчисления установихме, че ъгловата скорост на тази частица е равна на 4,0 rad / s, така че правилната алтернатива е буква В.
Въпрос 2 - Частица с равномерно кръгово движение завършва 2 завъртания по обиколка с радиус, равен на 2,0 m, във времеви интервал от 4,0 s. Определете периода и честотата на това движение.
а) 0,5 Hz и 2,0 s
б) 0,4 Hz и 4,0 s
в) 4.0 Hz и 2.0 s
г) 2,0 Hz и 4,0 s
Резолюция:
Изявлението гласи, че частицата завършва 2 кръга за 4,0 секунди, което показва, че отнема 2,0 секунди, за да завърши всеки кръг. Следователно този резултат е периодът. Честотата от своя страна се определя от обратната на периода и трябва да бъде равна на 1/2, тоест 0,5 Hz, така че правилната алтернатива е буква а.
* За да изтеглите мисловната карта в PDF, Натисни тук!
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm