Apļveida kustība: vienveidīga un vienmērīgi mainīga

Apļveida kustība (MC) ir tāda, kuru ķermenis veic apļveida vai izliektā trajektorijā.

Veicot šo kustību, jāņem vērā svarīgi lielumi, kuru ātruma orientācija ir leņķiska. Tas ir periods un biežums.

Periods, kas tiek mērīts sekundēs, ir laika posms. Frekvence, ko mēra hercos, ir tās nepārtrauktība, tas ir, tas nosaka, cik reizes rotācija notiek.

Piemērs: Automašīnai var būt nepieciešamas x sekundes (periods), lai apietu apli, ko tā var izdarīt vienu vai vairākas reizes (biežums).

Vienota apļveida kustība

Vienveidīgas apļveida kustības (MCU) rodas, kad ķermenis apraksta izliektu ceļu ar nemainīgs ātrums.

Piemēram, ventilatora lāpstiņas, blendera lāpstiņas, panorāmas rats atrakciju parkā un automašīnu riteņi.

Vienveidīgi daudzveidīga apļveida kustība

Vienmērīgi mainītā apļveida kustība (MCUV) apraksta arī līkumainu trajektoriju, tomēr tā ir ātrums mainās kursa laikā.

Tādējādi paātrināta apļveida kustība ir tāda, kurā objekts iziet no atpūtas un sāk kustēties.

Apļveida kustību formulas

Atšķirībā no lineārām kustībām, apļveida kustība pieņem cita veida lielumu, ko sauc

leņķa lielumi, kur mērījumi ir radiānos, proti:

Centripetāls spēks

centrālais spēks ir apļveida kustībās, ko aprēķina, izmantojot Ņūtona otrā likuma formulu (dinamikas princips):

Kur,

F_ç: centrālais spēks (N)
m: masa (kg)
The_ç: centrālā ātruma paātrinājums (m / s²)

centrālā ātruma paātrinājums

centrālā ātruma paātrinājums notiek ķermeņos, kas seko apļveida vai līkumainai trajektorijai, aprēķinot pēc šādas izteiksmes:

Kur,

_ç: centrālā ātruma paātrinājums (m / s²)
v: ātrums (m / s)
r: apļveida ceļa rādiuss (m)

Leņķiskā pozīcija

Leņķiskā pozīcija, ko apzīmē ar grieķu burtu phi (φ), apraksta trajektorijas daļas loku, kas norādīts ar noteiktu leņķi.

φ = S / r

Kur,

φ: leņķa stāvoklis (rad)
s: pozīcija (m)
r: apļa rādiuss (m)

Leņķiskā pārvietošana

Leņķiskā nobīde, ko pārstāv Δφ (delta phi), nosaka trajektorijas galīgo leņķisko stāvokli un sākotnējo leņķisko stāvokli.

Δφ = ΔS / r

Kur,

Δφ: leņķiskā nobīde (rad)
S: gala stāvokļa un sākuma stāvokļa atšķirība (m)
r: apkārtmēra rādiuss (m).

Vidējais leņķiskais ātrums

leņķiskais ātrums, ko attēlo grieķu burts omega (ω), norāda leņķisko nobīdi pēc kustības laika intervāla trajektorijā.

ω_m = Δφ / Δt

Kur,

ω_m: vidējais leņķiskais ātrums (rad / s)
Δφ: leņķiskā nobīde (rad)
t. kustības laika intervāls (-i)

Jāatzīmē, ka tangenciālais ātrums ir perpendikulārs paātrinājumam, kas šajā gadījumā ir centrripetāls. Tas ir tāpēc, ka tas vienmēr norāda uz trajektorijas centru un nav nulle.

Vidējais leņķiskais paātrinājums

Grieķu burtu alfa (α) pārstāvošais leņķiskais paātrinājums nosaka leņķisko nobīdi trajektorijas laika intervālā.

α = ω / Δt

Kur,

α: vidējais leņķiskais paātrinājums (rad / sek²)
ω: vidējais leņķiskais ātrums (rad / s)
t: trajektorijas laika intervāls (-i)

Skatiet arī: Kinemātikas formulas

Vingrinājumi apļveida kustībām

1. (PUC-SP) Lūkass tika prezentēts ar ventilatoru, kas pēc ieslēgšanas 20 gadu vecumā vienmērīgi paātrinātā kustībā sasniedz 300 apgriezienu minūtē.

Lūkasa zinātniskais gars viņam lika aizdomāties, kāds būs ventilatoru lāpstiņu apgriezienu skaits šajā laika posmā. Izmantojot savas zināšanas fizikā, viņš atrada

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

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: d) 50 apļi.

Skatiet arī: Fizikas formulas

2. (UFRS) Ķermenis ar vienmērīgu apļveida kustību veic 20 pagriezienus 10 sekundēs. Kustības periods (s) un biežums (s-1) ir attiecīgi:

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

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: a) 0,50 un 2,0.

Lai iegūtu vairāk jautājumu, skatietVienotas apļveida kustības vingrinājumi.

3. (Unifesp) Tēvs un dēls brauc ar velosipēdiem un staigā viens otram blakus ar tādu pašu ātrumu. Ir zināms, ka riteņu diametrs uz tēva velosipēda ir divreiz lielāks par dēla velosipēda riteņu diametru.

Var teikt, ka tēva velosipēda riteņi griežas ar

a) puse no frekvences un leņķiskā ātruma, ar kādu pagriežas bērna velosipēda riteņi.
b) tāda pati frekvence un leņķiskais ātrums, ar kādu pagriežas bērna velosipēda riteņi.
c) divreiz biežāk un leņķiski, ar kādu pagriežas bērna velosipēda riteņi.
d) tāda pati frekvence kā bērna velosipēda riteņiem, bet ar pusi leņķiskā ātruma.
e) tāda pati frekvence kā bērna velosipēda riteņiem, bet ar divkāršu leņķa ātrumu.

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: a) puse no frekvences un leņķiskā ātruma, ar kuru pagriežas bērna velosipēda riteņi.

Lasīt arī:

• Vienota kustība
• Vienveidīga taisnvirziena kustība
• Kustības daudzums