Cirkulær bevægelse: Ensartet og ensartet varieret

Den cirkulære bevægelse (MC) er en, der udføres af et legeme i en cirkulær eller krøllet bane.

Der er vigtige størrelser, der skal overvejes, når du udfører denne bevægelse, hvis hastighedsorientering er vinklet. Dette er perioden og hyppigheden.

Perioden, som måles i sekunder, er tidsrummet. Frekvensen, som måles i hertz, er dens kontinuitet, det vil sige, den bestemmer, hvor mange gange rotationen finder sted.

Eksempel: Det kan tage en bil x sekunder (periode) at gå rundt i en rundkørsel, hvilket den kan gøre en eller flere gange (frekvens).

Ensartet cirkulær bevægelse

Ensartet cirkulær bevægelse (MCU) opstår, når en krop beskriver en krumlinet vej med konstant hastighed.

For eksempel ventilatorbladene, blenderklingerne, pariserhjulet i forlystelsesparken og hjulene på biler.

Ensartet varieret cirkulær bevægelse

Den ensartet varierede cirkulære bevægelse (MCUV) beskriver også en krøllet bane, men dens hastigheden varierer i løbet af kurset.

Således er accelereret cirkulær bevægelse en, hvor et objekt kommer ud af hvile og begynder at bevæge sig.

Cirkulære bevægelsesformler

Forskellig fra lineære bevægelser vedtager cirkulær bevægelse en anden type størrelse, kaldet vinkelstørrelser, hvor målingerne er i radianer, nemlig:

Centripetal kraft

DET centripetal kraft er til stede i cirkulære bevægelser, beregnet ved hjælp af formlen for Newtons anden lov (princip om dynamik):

Hvor,

F_ç: centripetal kraft (N)
m: masse (kg)
Det_ç: centripetal acceleration (m / s²)

centripetal acceleration

DET centripetal acceleration forekommer i kroppe, der følger en cirkulær eller krøllet bane, beregnet ved hjælp af følgende udtryk:

Hvor,

DET_ç: centripetal acceleration (m / s²)
v: hastighed (m / s)
r: radius af cirkulær sti (m)

Vinkelposition

Repræsenteret med det græske bogstav phi (φ), beskriver vinkelpositionen buen for en del af banen angivet med en bestemt vinkel.

φ = S / r

Hvor,

φ: vinkelposition (rad)
s: position (m)
r: cirkelens radius (m)

Vinkelforskydning

Repræsenteret ved Δφ (delta phi) definerer vinkelforskydningen den endelige vinkelposition og den indledende vinkelposition for banen.

Δφ = ΔS / r

Hvor,

Δφ: vinkelforskydning (rad)
S: forskel mellem slutposition og startposition (m)
r: cirkelens radius (m).

Gennemsnitlig vinkelhastighed

DET Vinkelhastighed, repræsenteret af det græske bogstav omega (ω), angiver vinkelforskydningen ved tidsintervallet for bevægelsen i banen.

ω_m = Δφ / Δt

Hvor,

ω_m: gennemsnitlig vinkelhastighed (rad / s)
Δφ: vinkelforskydning (rad)
t. bevægelsestidsinterval (er)

Det skal bemærkes, at den tangentielle hastighed er vinkelret på accelerationen, som i dette tilfælde er centripetal. Dette skyldes, at den altid peger på midten af ​​banen og ikke er nul.

Gennemsnitlig vinkelacceleration

Repræsenteret med det græske bogstav alfa (α) bestemmer vinkelacceleration vinkelforskydningen over baneens tidsinterval.

α = ω / Δt

Hvor,

α: middel vinkelacceleration (rad / sek²)
ω: gennemsnitlig vinkelhastighed (rad / s)
t: tidsinterval (er) for bane

Se også: Kinematikformler

Øvelser i cirkulær bevægelse

1. (PUC-SP) Lucas blev præsenteret for en ventilator, der 20'erne efter at være tændt når en frekvens på 300 omdr./min i en ensartet accelereret bevægelse.

Lucas videnskabelige ånd fik ham til at undre sig over, hvor mange drejninger, som ventilatorbladene foretog i løbet af denne periode. Ved hjælp af sin viden om fysik fandt han

a) 300 omgange
b) 900 omgange
c) 18000 omgange
d) 50 omgange
e) 6000 omgange

Se svar

Korrekt alternativ: d) 50 omgange.

Se også: Fysikformler

2. (UFRS) En krop i ensartet cirkulær bevægelse afslutter 20 omdrejninger på 10 sekunder. Perioden (i) og frekvensen (i s-1) for bevægelsen er henholdsvis:

a) 0,50 og 2,0
b) 2,0 og 0,50
c) 0,50 og 5,0
d) 10 og 20
e) 20 og 2.0

Se svar

Korrekt alternativ: a) 0,50 og 2,0.

For flere spørgsmål, seØvelser på ensartet cirkulær bevægelse.

3. (Unifesp) Far og søn kører på cykler og går side om side i samme hastighed. Det er kendt, at diameteren på hjulene på fars cykel er dobbelt så stor som diameteren på hjulene på sønens cykel.

Det kan siges, at hjulene på farens cykel drejer med

a) halvdelen af ​​frekvensen og vinkelhastigheden, hvormed barnets cykel drejer.
b) den samme frekvens og vinkelhastighed, som hjulene på barnets cykel drejer om.
c) det dobbelte af frekvensen og vinkelhastigheden, hvormed hjulene på barnets cykel drejer.
d) den samme frekvens som hjulene på barnets cykel, men med halv vinkelhastighed.
e) den samme frekvens som hjulene på barnets cykel, men med dobbelt vinkelhastighed.

Se svar

Korrekt alternativ: a) halvdelen af ​​frekvensen og vinkelhastigheden, hvormed hjulene på barnets cykel drejer.

Læs også:

• Ensartet bevægelse
• Ensartet retlinet bevægelse
• Mængde af bevægelse