Apļveida kustībasformas tērps ir kustības veids, kas notiek ar ātrumskāptnemainīgs pa formas trajektoriju Apkārtraksts. Neskatoties uz īpašības vārda formas tērpa saņemšanu, šī kustība ir paātrināts, tā kā ātruma vektora virziena maiņa nozīmē a esamību centrālā ātruma paātrinājums radiālā virziena, kura virziens norāda uz līknes centru.
Skatīt arī: vienveidīga kustība - formulas, jēdzieni, vingrinājumi
Ievads vienmērīgā apļveida kustībā
vienmērīga apļveida kustība (MCU) ir tā, kurā daļiņa pārvietojas pa nemainīga rādiusa apļveida ceļu. Šāda veida kustībās gan skalārais ātrums kā uz leņķiskais ātrums ir nemainīgi, bet kustība irpaātrināts, tā kā šāda veida trajektorijā ir nepieciešams paātrinājums, kas norāda rādiusa virzienā, vienmēr virzienā uz līknes centru, ko sauc centrālā ātruma paātrinājums.
Tā kā trajektoriju aptver MCU é Apkārtraksts, daļiņas šķērsoto telpu (ΔS) var aprēķināt pēc a loka apkārtmērs, lai pilnīga pagrieziena garums būtu vienāds ar 2πR, kur R apzīmē šī apļa rādiusa lielumu.
Skalārais ātrums v do vienmērīga apļveida kustība, savukārt, aprēķina pēc attiecības starp telpaapceļots (ΔS) un pārtraukumsiekšālaiks (Δt), kā parādīts zemāk:
Iepriekšminētajā formulā ir iespējams atdalīt leņķiskos lielumus no telpiskajiem lielumiem. To darot, vēl viena formula ātrumskāpt. Šāda formula parāda, ka skalārā ātruma moduli, kurā daļiņa pārvietojas, var aprēķināt no produkta starp ātrumsstūrains (ω) un ceļa rādiuss (R).
ātrumsstūrains parasti sauc biežumsstūrains un arī no pulsācija. Tās mērvienība ir radiāns sekundē (rad / s). Tomēr, tā kā radiāns ir a leņķa mērs, nevis a fiziskais daudzums, leņķiskā ātruma mērvienība, stingri sakot, ir s-1, kas ir ekvivalents hercam (Hz).
Leņķiskais ātrums ir saistīts arī ar diviem citiem svarīgiem apļveida kustību lielumiem: frekvence (f) un periods (T). Frekvence, kuras mērvienība ir arī Hz, norāda daļiņas rotāciju daudzumu veic katru sekundi, kamēr periods norāda laiku, kas vajadzīgs, lai šī daļiņa ietu vienu apli pabeigta. Tādējādi biežums un periods ir apgriezti proporcionāli lielumi un saistīti viens ar otru. Skatīties:
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vēl vairāk;)
Centripetāla paātrinājums uz MCU
centrālā ātruma paātrinājums ir tas, kas vienmēr norādiet uz līknes centru veic daļiņa apļveida kustībā. Šo paātrinājumu var panākt ar a vilces spēks, berzes spēks, magnētiskais spēks, starp citiem.
Tāpat kā skalārais paātrinājums, centripetālo paātrinājumu mēra jaunkundze². Tomēr centripetālā paātrinājuma fiziskā nozīme atšķiras no skalārā paātrinājuma nozīmes. Kamēr pēdējais norāda ātruma lieluma variācija, centrālā ātruma paātrinājums norāda a ātruma virziena maiņa, pateicoties personāžam vektors ātruma apļveida kustībā.
formula izmanto, lai aprēķinātu daļiņas centripetālā paātrinājuma lielumu MCU ir šāds:
Lasiet arī: Apļveida kustība: MCU un MCUV
Atrisināti vingrinājumi par vienmērīgu apļveida kustību
Jautājums 1 -Nosakiet daļiņas leņķisko ātrumu, kas attīsta vienmērīgu apļveida kustību uz trajektorijas, kura rādiuss ir vienāds ar 0,5 m, ar nemainīgu ātrumu 2,0 m / s.
a) 1,5 rad / s
b) 3,0 rad / s
c) 4,0 rad / s
d) 1,0 rad / s
Izšķirtspēja:
Pamatojoties uz vingrinājuma paziņojumā sniegto informāciju, mēs aprēķināsim leņķa ātrumu.
Saskaņā ar mūsu aprēķiniem mēs noskaidrojām, ka šīs daļiņas leņķiskais ātrums ir vienāds ar 4,0 rad / s, tāpēc pareizā alternatīva ir burts C.
2. jautājums - Daļiņa ar vienmērīgu apļveida kustību 4,0 s laika intervālā pabeidz 2 pagriezienus uz apkārtmēru ar rādiusu, kas vienāds ar 2,0 m. Nosakiet šīs kustības periodu un biežumu.
a) 0,5 Hz un 2,0 s
b) 0,4 Hz un 4,0 s
c) 4,0 Hz un 2,0 s
d) 2,0 Hz un 4,0 s
Izšķirtspēja:
Paziņojumā teikts, ka daļiņa veic 2 apļus 4,0 sekundēs, kas norāda, ka katras kārtas pabeigšana prasa 2,0 s. Tāpēc šis rezultāts ir periods. Savukārt frekvenci nosaka perioda apgrieztā vērtība, un tai jābūt vienādai ar 1/2, tas ir, 0,5 Hz, tāpēc pareizā alternatīva ir burts a.
* Lai lejupielādētu domu karti PDF formātā, Noklikšķiniet šeit!
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
