წრიული მოძრაობა: ერთგვაროვანი და ერთგვაროვანი

წრიული მოძრაობა (MC) არის მოძრაობა, რომელსაც ასრულებს სხეული წრიულ ან მრუდიან ხაზში.

არსებობს მნიშვნელოვანი სიდიდეები, რომლებიც უნდა იქნას გათვალისწინებული ამ მოძრაობის შესრულებისას, რომელთა სიჩქარის ორიენტაცია კუთხოვანია. ეს არის პერიოდი და სიხშირე.

პერიოდი, რომელიც წამებში იზომება, დროის მონაკვეთია. სიხშირე, რომელიც იზომება ჰერციში, არის მისი უწყვეტობა, ანუ ის განსაზღვრავს რამდენჯერ ხდება როტაცია.

მაგალითი: წრეზე მოძრაობისთვის მანქანას შეიძლება დასჭირდეს x წამი (პერიოდი), რისი გაკეთებაც მას შეუძლია ერთ ან მეტჯერ (სიხშირე).

ერთიანი წრიული მოძრაობა

ერთიანი წრიული მოძრაობა (MCU) ხდება მაშინ, როდესაც სხეული აღწერს მრუდის ხაზს მუდმივი სიჩქარე.

მაგალითად, გულშემატკივართა პირები, ბლენდერის პირები, ეშმაკის ბორბალი გასართობ პარკთან და ბორბლები მანქანებზე.

ერთგვაროვანი მრავალფეროვანი წრიული მოძრაობა

ერთნაირად მრავალფეროვანი წრიული მოძრაობა (MCUV) ასევე აღწერს მრუდის ხაზის ტრაექტორიას, თუმცა მისი სიჩქარე იცვლება კურსის განმავლობაში.

ამრიგად, დაჩქარებული წრიული მოძრაობა არის ის, როდესაც ობიექტი გამოდის მოსვენებიდან და იწყებს მოძრაობას.

წრიული მოძრაობის ფორმულები

წრფივი მოძრაობისგან განსხვავებით, წრიული მოძრაობა იღებს სხვა ტიპის სიდიდეს, ე.წ. კუთხის სიდიდეები, სადაც გაზომვები რადიანებშია, კერძოდ:

ცენტრისტული ძალა

ცენტრიდანული ძალა წარმოდგენილია წრიულ მოძრაობებში, რომელიც გამოითვლება ნიუტონის მეორე კანონის ფორმულის გამოყენებით (დინამიკის პრინციპი):

სად

ვ_ჩ: ცენტრიდანული ძალა (N)
მ: მასა (კგ)
_ჩ: ცენტრიდანული აჩქარება (მ / წმ)²)

ცენტრიდანული აჩქარება

ცენტრიდანული აჩქარება გვხვდება სხეულებში, რომლებიც მიჰყვებიან წრიულ ან მრუდიან ხაზოვან ტრაექტორიას, გამოითვლება შემდეგი გამოთქმით:

სად

_ჩ: ცენტრიდანული აჩქარება (მ / წმ)²)
ვსიჩქარე (მ / წმ)
რწრიული გზის რადიუსი (მ)

კუთხის პოზიცია

წარმოდგენილი ბერძნული ასოთი phi (φ), კუთხოვანი პოზიცია აღწერს ტრაექტორიის ნაწილის რკალს, რომელიც მითითებულია გარკვეული კუთხით.

φ = ს / რ

სად

φ: კუთხოვანი პოზიცია (rad)
სპოზიცია (მ)
რწრის რადიუსი (მ)

კუთხოვანი გადაადგილება

წარმოდგენილია Δφ (დელტა ფი) მიერ, კუთხის გადაადგილება განსაზღვრავს ტრაექტორიის საბოლოო კუთხის და თავდაპირველი კუთხის პოზიციას.

Δφ = ΔS / r

სად

Δφკუთხოვანი გადაადგილება (rad)
ს: განსხვავება ბოლო პოზიციასა და საწყის პოზიციას შორის (მ)
რწრის რადიუსი (მ).

საშუალო კუთხოვანი სიჩქარე

კუთხის სიჩქარე, წარმოდგენილია ბერძნული ასოთი ომეგა (ω), მიუთითებს კუთხის გადაადგილებაზე ტრაექტორიაზე მოძრაობის დროის ინტერვალით.

ω_მ = Δφ / Δt

სად

ω_მ: საშუალო კუთხოვანი სიჩქარე (rad / s)
Δφკუთხოვანი გადაადგილება (rad)
ტ. მოძრაობის დროის ინტერვალი

უნდა აღინიშნოს, რომ ტანგენციალური სიჩქარე პერპენდიკულარულია აჩქარებასთან, რომელიც, ამ შემთხვევაში, ცენტრიდანულია. ეს იმიტომ ხდება, რომ ის ყოველთვის მიუთითებს ტრაექტორიის ცენტრში და არ არის ნულოვანი.

საშუალო კუთხოვანი აჩქარება

წარმოადგენს ბერძნული ასო alpha (α), კუთხოვანი აჩქარება განსაზღვრავს კუთხის გადაადგილებას ტრაექტორიის დროის ინტერვალში.

α = ω / Δt

სად

α: საშუალო კუთხოვანი აჩქარება (რადი / წმ.)²)
ω: საშუალო კუთხოვანი სიჩქარე (rad / s)
ტ: ტრაექტორიის დროის ინტერვალი

აგრეთვე: კინემატიკის ფორმულები

სავარჯიშოები წრიულ მოძრაობაზე

1. (PUC-SP) ლუკასს წარუდგინეს ფანი, რომელიც ჩართვიდან 20-იანი წლების შემდეგ, ერთნაირად დაჩქარებული მოძრაობით 300 სიხშირეს აღწევს.

ლუკასის მეცნიერულმა სულისკვეთებამ მას აინტერესებდა, თუ რა რაოდენობის იქნებოდა გულშემატკივართა პირების მონაცვლეობა ამ პერიოდის განმავლობაში. ფიზიკის ცოდნის გამოყენებით მან აღმოაჩინა

ა) 300 წრე
ბ) 900 წრე
გ) 18000 წრე
დ) 50 წრე
ე) 6000 წრე

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) 50 წრე.

აგრეთვე: ფიზიკის ფორმულები

2. (UFRS) ერთიანი წრიული მოძრაობით სხეული 20 წამში ასრულებს 20 ბრუნს. მოძრაობის პერიოდი (s) და სიხშირე (s-1) შესაბამისად:

ა) 0.50 და 2.0
ბ) 2.0 და 0.50
გ) 0.50 და 5.0
დ) 10 და 20
ე) 20 და 2.0

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ა) 0.50 და 2.0.

დამატებითი კითხვებისთვის იხილეთსავარჯიშოები ერთიანი წრიული მოძრაობის შესახებ.

3. (Unifesp) მამა და შვილი ველოსიპედებით ტრიალებენ და ერთი და იგივე სიჩქარით მიდიან გვერდიგვერდ. ცნობილია, რომ მამის ველოსიპედის ბორბლების დიამეტრი ორჯერ აღემატება ვაჟის ველოსიპედის ბორბლების დიამეტრს.

შეიძლება ითქვას, რომ მამის ველოსიპედის ბორბლები ბრუნავს

ა) სიხშირისა და კუთხის სიჩქარის ნახევარი, რომლითაც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები ბრუნავს.
ბ) იგივე სიხშირე და კუთხოვანი სიჩქარე, რომლითაც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები ბრუნავს.
გ) ორჯერ მეტი სიხშირე და კუთხოვანი სიჩქარე, რომლითაც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები ბრუნავს.
დ) იგივე სიხშირე, როგორც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები, მაგრამ კუთხის სიჩქარის ნახევარი.
ე) იგივე სიხშირე, როგორც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები, მაგრამ ორჯერ მეტი კუთხის სიჩქარით.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ა) სიხშირისა და კუთხის სიჩქარის ნახევარი, რომლითაც ბავშვის ველოსიპედის ბორბლები ბრუნავს.

წაიკითხე შენც:

• ერთიანი მოძრაობა
• ერთიანი სწორხაზოვანი მოძრაობა
• მოძრაობის რაოდენობა