Kružni pokret: jednoličan i jednoliko raznolik

Kružni pokret (MC) je onaj koji izvodi tijelo u kružnoj ili krivolinijskoj putanji.

Postoje važne veličine koje se moraju uzeti u obzir prilikom izvođenja ovog kretanja čija je orijentacija brzine kutna. To su razdoblje i učestalost.

Razdoblje koje se mjeri u sekundama je vremenski raspon. Frekvencija koja se mjeri u hercima je njezin kontinuitet, odnosno određuje koliko se puta rotacija odvija.

Primjer: Automobilu će trebati x sekundi (točka) da obiđe kružni tok, što može učiniti jedan ili više puta (frekvencija).

Jedinstveni kružni pokret

Jednoliko kružno gibanje (MCU) događa se kada tijelo opisuje krivolinijski put s stalna brzina.

Na primjer, lopatice ventilatora, lopatice miješalice, Ferrisov kotač u zabavnom parku i kotači na automobilima.

Jednoliko promjenljiv kružni pokret

Jednoliko varirano kružno gibanje (MCUV) također opisuje krivolinijsku putanju, međutim njezinu brzina varira tijekom tečaja.

Dakle, ubrzano kružno gibanje je ono kod kojeg objekt izlazi iz mirovanja i počinje se kretati.

Formule kružnog pokreta

Za razliku od linearnih kretanja, kružno kretanje prihvaća drugu vrstu veličine, tzv kutne veličine, gdje su mjerenja u radijanima, i to:

Centripetalna sila

THE centripetalna sila prisutan je u kružnim pokretima, izračunava se pomoću formule Newtonova drugog zakona (načelo dinamike):

Gdje,

F_ç: centripetalna sila (N)
m: masa (kg)
The_ç: centripetalno ubrzanje (m / s²)

centripetalno ubrzanje

THE centripetalno ubrzanje javlja se u tijelima koja slijede kružnu ili krivolinijsku putanju, računajući se prema sljedećem izrazu:

Gdje,

THE_ç: centripetalno ubrzanje (m / s²)
v: brzina (m / s)
r: polumjer kružne staze (m)

Kutni položaj

Prikazan grčkim slovom phi (φ), kutni položaj opisuje luk dijela putanje naznačenog određenim kutom.

φ = S / r

Gdje,

φ: kutni položaj (rad)
s: položaj (m)
r: polumjer kruga (m)

Kutni pomak

Predstavljen s Δφ (delta phi), kutni pomak definira konačni kutni položaj i početni kutni položaj putanje.

Δφ = ΔS / r

Gdje,

Δφ: kutni pomak (rad)
S: razlika između krajnjeg i početnog položaja (m)
r: radijus opsega (m).

Prosječna kutna brzina

THE kutna brzina, predstavljeno grčkim slovom omega (ω), označava kutni pomak vremenskim intervalom kretanja u putanji.

ω_m = Δφ / Δt

Gdje,

ω_m: prosječna kutna brzina (rad / s)
Δφ: kutni pomak (rad)
t. vremenski interval (i) kretanja

Treba imati na umu da je tangencijalna brzina okomita na ubrzanje koje je u ovom slučaju centripetalno. To je zato što uvijek pokazuje na središte putanje i nije null.

Prosječno kutno ubrzanje

Predstavljeno grčkim slovom alfa (α), kutno ubrzanje određuje kutni pomak tijekom vremenskog intervala putanje.

α = ω / Δt

Gdje,

α: srednje kutno ubrzanje (rad / sek²)
ω: prosječna kutna brzina (rad / s)
t: vremenski interval (i) putanje

Vidi i ti: Kinematičke formule

Vježbe na kružnim pokretima

1. (PUC-SP) Lucasu je predstavljen ventilator koji 20s nakon uključivanja doseže frekvenciju od 300 okretaja u minuti u jednoliko ubrzanom pokretu.

Lucasov znanstveni duh natjerao ga je da se zapita koliki će biti broj okretaja lopatica ventilatora u tom vremenskom razdoblju. Koristeći svoje znanje iz fizike, otkrio je

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

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: d) 50 krugova.

Vidi i ti: Formule iz fizike

2. (UFRS) Tijelo ujednačenim kružnim pokretima dovrši 20 okretaja za 10 sekundi. Razdoblje (u s) i učestalost (u s-1) kretanja su:

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

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: a) 0,50 i 2,0.

Za više pitanja pogledajteVježbe o jednoličnom kružnom pokretu.

3. (Unifesp) Otac i sin voze bicikle i hodaju rame uz rame istom brzinom. Poznato je da je promjer kotača na očevom biciklu dvostruko veći od promjera kotača na sinovom biciklu.

Može se reći da se kotači očevog bicikla okreću sa

a) polovica frekvencije i kutne brzine kojom se okreću kotačići dječjeg bicikla.
b) jednaka frekvencija i kutna brzina kojom se okreću kotačići djetetova bicikla.
c) dvostruku frekvenciju i kutnu brzinu kojom se okreću kotačići djetetova bicikla.
d) jednake frekvencije kao i kotačići dječjeg bicikla, ali s pola kutne brzine.
e) jednake frekvencije kao i kotačići dječjeg bicikla, ali dvostrukom kutnom brzinom.

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: a) polovica frekvencije i kutne brzine kojom se okreću kotačići dječjeg bicikla.

Pročitajte i vi:

• Uniformni pokret
• Jedinstveni pravocrtni pokret
• Količina pokreta