KreisbewegungUniform ist eine Art von Bewegung, die mit auftritt GeschwindigkeitsteigenKonstante entlang einer Formbahn Kreisförmig. Trotz des Adjektivs uniform ist diese Bewegung beschleunigt, da die Änderung der Richtung des Geschwindigkeitsvektors die Existenz von a Zentripetalbeschleunigung radialer Richtung, deren Richtung auf die Mitte der Kurve zeigt.
Auch sehen: gleichmäßige Bewegung – Formeln, Konzepte, Übungen
Einführung in die gleichmäßige Kreisbewegung
gleichförmige Kreisbewegung (MCU) ist eine, bei der sich ein Teilchen entlang einer Kreisbahn mit konstantem Radius bewegt. Bei dieser Art von Bewegung sind sowohl die Skalargeschwindigkeit wie zu Winkelgeschwindigkeit sind konstant, aber die Bewegung istbeschleunigt, da bei dieser Art von Trajektorie eine Beschleunigung erforderlich ist, die in Richtung des Radius zeigt, immer zum Mittelpunkt der Kurve, genannt Zentripetalbeschleunigung.
Da die Flugbahn im
MCU é Kreisförmig, der vom Teilchen durchquerte Raum (ΔS) lässt sich aus a. berechnen Kreisbogen, so dass eine komplette Windung eine Länge von hat 2πR, wobei R die Größe des Radius dieses Kreises darstellt.Die Skalargeschwindigkeit v do gleichförmige Kreisbewegung, wiederum berechnet sich aus dem Verhältnis zwischen Platzgereist (ΔS) und die UnterbrechungimZeit (Δt), wie unten gezeigt:
In der obigen Formel ist es möglich, die Winkelgrößen von den räumlichen Größen zu trennen. Auf diese Weise wird eine andere Formel für die Geschwindigkeitsteigen. Eine solche Formel zeigt, dass sich der Modul der skalaren Geschwindigkeit, mit der sich das Teilchen bewegt, aus dem Produkt der Geschwindigkeiteckig (ω) und die Bahnradius (R).
DAS Geschwindigkeiteckig heißt allgemein Frequenzeckig und auch von Pulsieren. Seine Maßeinheit ist der Radiant pro Sekunde (rad/s). Da der Bogenmaß jedoch a. ist Winkelmaß, und nicht a physikalische Größe, die Maßeinheit der Winkelgeschwindigkeit ist genau genommen das s-1, was Hertz (Hz) entspricht.
Die Winkelgeschwindigkeit hängt auch mit zwei anderen wichtigen Größen für Kreisbewegungen zusammen: Frequenz (f) und Zeitraum (T). Die Frequenz, deren Maßeinheit auch Hz ist, gibt an, wie viele Umdrehungen ein Teilchen wird jede Sekunde ausgeführt, während die Periode die Zeit angibt, die dieses Partikel benötigt, um eine Runde zu gehen Komplett. Somit sind Frequenz und Periode umgekehrt proportionale und verwandte Größen. Uhr:
Hör jetzt nicht auf... Nach der Werbung kommt noch mehr ;)
Zentripetalbeschleunigung auf der MCU
DAS Zentripetalbeschleunigung ist derjenige, der immer auf die Mitte der Kurve zeigen von einem Teilchen in Kreisbewegung ausgeführt. Diese Beschleunigung kann erzeugt werden durch a Traktion, Reibungskraft, Magnetkraft, unter anderen.
Genau wie die skalare Beschleunigung, Zentripetalbeschleunigung wird in measured gemessen Frau². Die physikalische Bedeutung der Zentripetalbeschleunigung unterscheidet sich jedoch von der Bedeutung der Skalarbeschleunigung. Während letzteres die Variation der Geschwindigkeitsgröße, Zentripetalbeschleunigung zeigt a Änderung der Geschwindigkeitsrichtungdank des charakters Vektor der Geschwindigkeit bei Kreisbewegungen.
DAS Formel zur Berechnung der Größe der Zentripetalbeschleunigung eines Teilchens in MCU ist wie folgt:
Lesen Sie auch: Kreisbewegung: MCU und MCUV
Gelöste Übungen zur gleichmäßigen Kreisbewegung
Frage 1 -Bestimmen Sie die Winkelgeschwindigkeit eines Teilchens, das eine gleichmäßige Kreisbewegung auf einer Flugbahn mit einem gleichmäßigen Radius von 0,5 m mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2,0 m/s ausführt.
a) 1,5 rad/s
b) 3,0 rad/s
c) 4,0 rad/s
d) 1,0 rad/s
Auflösung:
Basierend auf den Informationen aus der Übungsanweisung berechnen wir die Winkelgeschwindigkeit.
Nach unseren Berechnungen haben wir festgestellt, dass die Winkelgeschwindigkeit dieses Teilchens 4,0 rad/s beträgt, die richtige Alternative ist also Buchstabe C.
Frage 2 - Ein Teilchen in gleichförmiger Kreisbewegung macht 2 Umdrehungen auf einem Umfang mit einem Radius von 2,0 m in einem Zeitintervall von 4,0 s. Bestimmen Sie die Dauer und Häufigkeit dieser Bewegung.
a) 0,5 Hz und 2,0 s
b) 0,4 Hz und 4,0 s
c) 4,0 Hz und 2,0 s
d) 2,0 Hz und 4,0 s
Auflösung:
Die Aussage besagt, dass das Partikel 2 Runden in 4,0 Sekunden absolviert, was bedeutet, dass jede Runde 2,0 Sekunden dauert. Dieses Ergebnis ist daher die Periode. Die Frequenz wiederum wird durch den Kehrwert der Periode definiert und muss gleich 1/2 sein, also 0,5 Hz, also ist die richtige Alternative Buchstabe a.
*Um die Mindmap als PDF herunterzuladen, Klicke hier!
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
