Kruhový pohybjednotný je typ pohybu, ke kterému dochází u rychlostšplhatkonstantní podél trajektorie tvaru Oběžník. I přes přijetí adjektiva uniforma, toto hnutí je zrychlený, protože změna směru vektoru rychlosti implikuje existenci a dostředivé zrychlení radiálního směru, jehož směr směřuje do středu křivky.
Podívejte se také: jednotný pohyb - vzorce, koncepty, cvičení
Úvod do jednotného kruhového pohybu
rovnoměrný kruhový pohyb (MCU) je takový, ve kterém se částice pohybuje po kruhové dráze konstantního poloměru. V tomto typu pohybu jsou oba skalární rychlost jak na úhlová rychlost jsou konstantní, ale pohyb jezrychlený, protože u tohoto typu trajektorie musí existovat zrychlení, které ukazuje ve směru poloměru, vždy směrem ke středu křivky, tzv. dostředivé zrychlení.
Vzhledem k tomu, trajektorie pokrytá v MCU é Oběžník, prostor procházející (ΔS) částicemi lze vypočítat z a oblouk obvodu, takže celá odbočka má délku rovnou 2πR, kde R představuje velikost poloměru této kružnice.
Skalární rychlost v do rovnoměrný kruhový pohybse zase vypočítá poměrem mezi prostorcestoval (ΔS) a přestávkavčas (Δt), jak je uvedeno níže:
Ve výše uvedeném vzorci je možné oddělit úhlové veličiny od prostorových veličin. Tímto způsobem získáte další vzorec pro rychlostšplhat. Takový vzorec ukazuje, že modul skalární rychlosti, kterou se částice pohybuje, lze vypočítat z produktu mezi rychlosthranatý (ω) a poloměr cesty (R).
THE rychlosthranatý se běžně nazývá frekvencehranatý a také od pulzace. Jeho měrnou jednotkou je radián za sekundu (rad / s). Protože však radián je a úhel měření, a ne a Fyzické množství, měrná jednotka úhlové rychlosti, přesně řečeno, je s-1, což odpovídá hertzu (Hz).
Úhlová rychlost souvisí také se dvěma dalšími důležitými veličinami pro kruhové pohyby: frekvence (f) a období (T). Frekvence, jejíž měrnou jednotkou je také Hz, udává množství rotací, které částice provádí každou sekundu, zatímco období označuje čas potřebný k tomu, aby tato částice šla jedno kolo kompletní. Frekvence a perioda jsou tedy nepřímo úměrné a související veličiny. Hodinky:
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Dostředivé zrychlení na MCU
THE dostředivé zrychlení je ten, který vždy směřujte do středu křivky provádí částice v kruhovém pohybu. Toto zrychlení může být produkováno a trakce, třecí síla, magnetická síla, mezi ostatními.
Stejně jako skalární zrychlení, dostředivé zrychlení se měří v slečna². Fyzický význam dostředivého zrychlení se však liší od významu skalárního zrychlení. Zatímco druhý označuje změna velikosti rychlosti, dostředivé zrychlení označuje a změna směru rychlosti, díky postavě vektor rychlosti v kruhovém pohybu.
THE vzorec slouží k výpočtu velikosti dostředivého zrychlení částice v MCU je následující:
Přečtěte si také: Kruhový pohyb: MCU a MCUV
Vyřešená cvičení na jednotný kruhový pohyb
Otázka 1 -Určete úhlovou rychlost částice, která vyvíjí rovnoměrný kruhový pohyb na trajektorii jednotného poloměru rovného 0,5 m při konstantní rychlosti 2,0 m / s.
a) 1,5 rad / s
b) 3,0 rad / s
c) 4,0 rad / s
d) 1,0 rad / s
Řešení:
Na základě informací poskytnutých cvičením vypočítáme úhlovou rychlost.
Podle našich výpočtů jsme zjistili, že úhlová rychlost této částice se rovná 4,0 rad / s, takže správná alternativa je písmeno C.
Otázka 2 - Částice v rovnoměrném kruhovém pohybu dokončí 2 otáčky na obvodu s poloměrem rovným 2,0 m, v časovém intervalu 4,0 s. Určete dobu a frekvenci tohoto pohybu.
a) 0,5 Hz a 2,0 s
b) 0,4 Hz a 4,0 s
c) 4,0 Hz a 2,0 s
d) 2,0 Hz a 4,0 s
Řešení:
Prohlášení uvádí, že částice dokončí 2 kola za 4,0 sekundy, což znamená, že dokončení každého kola trvá 2,0 s. Tímto výsledkem je tedy období. Frekvence je zase definována inverzní periodou a musí se rovnat 1/2, tj. 0,5 Hz, takže správná alternativa je písmeno a.
* Chcete-li stáhnout myšlenkovou mapu v PDF, Klikněte zde!
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
