Cirkelvormige beweginguniform is een soort beweging die optreedt met snelheidbeklimmenconstante langs een traject van vorm Circulaire. Ondanks het ontvangen van het adjectief uniform, is deze beweging versneld, aangezien de verandering in de richting van de snelheidsvector het bestaan van a. impliceert middelpuntzoekende versnelling van radiale richting, waarvan de richting wijst naar het midden van de curve.
Zie ook: uniforme beweging – formules, concepten, oefeningen
Inleiding tot eenparige cirkelvormige beweging
eenparige cirkelvormige beweging (MCU) is er een waarin een deeltje langs een cirkelvormig pad met een constante straal beweegt. Bij dit type beweging zijn zowel de scalaire snelheid om te hoeksnelheid zijn constant, maar de beweging isversneld, aangezien er in dit type traject een versnelling moet zijn, die in de richting van de straal wijst, altijd naar het midden van de curve, genaamd middelpuntzoekende versnelling.
Aangezien het traject in de MCU é Circulaire, de door het deeltje afgelegde ruimte (ΔS) kan worden berekend uit a boog van omtrek, zodat een volledige draai een lengte heeft gelijk aan 2πR, waarbij R staat voor de grootte van de straal van deze cirkel.
De scalaire snelheid v do eenparige cirkelvormige bewegingwordt op zijn beurt berekend door de verhouding tussen de ruimtegereisd (ΔS) en de brekenintijd (Δt), zoals hieronder weergegeven:
In de bovenstaande formule is het mogelijk om de hoekgrootheden te scheiden van de ruimtelijke grootheden. Door dit te doen, een andere formule voor de snelheidbeklimmen. Zo'n formule laat zien dat de modulus van de scalaire snelheid waarin het deeltje beweegt kan worden berekend uit het product tussen de snelheidhoekig (ω) en de pad straal (R).
DE snelheidhoekig wordt gewoonlijk genoemd frequentiehoekig en ook van pulsatie. De maateenheid is de radiaal per seconde (rad/s). Echter, aangezien de radiaal a. is hoekmaat:, en niet een fysieke hoeveelheid, de meeteenheid van hoeksnelheid, strikt genomen, is de s-1, wat gelijk is aan hertz (Hz).
Hoeksnelheid is ook gerelateerd aan twee andere belangrijke grootheden voor cirkelvormige bewegingen: frequentie (f) en periode (T). De frequentie, waarvan de maateenheid ook de Hz is, geeft het aantal rotaties aan dat een deeltje wordt elke seconde uitgevoerd, terwijl de periode aangeeft hoeveel tijd dit deeltje nodig heeft om één ronde te gaan compleet. Frequentie en periode zijn dus omgekeerd evenredig en gerelateerde grootheden. Kijk maar:
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Centripetale versnelling op de MCU
DE middelpuntzoekende versnelling is degene die altijd naar het midden van de curve wijzen uitgevoerd door een deeltje in cirkelvormige beweging. Deze versnelling kan worden geproduceerd door a tractie, wrijvingskracht, magnetische kracht, onder andere.
net als de scalaire versnelling, centripetale versnelling wordt gemeten in Mevrouw². De fysieke betekenis van centripetale versnelling is echter anders dan de betekenis van scalaire versnelling. Terwijl de laatste de aangeeft variatie van snelheidsmagnitude, centripetale versnelling geeft a. aan variatie in snelheidsrichting, dankzij het karakter vector van snelheid in cirkelvormige beweging.
DE formule gebruikt om de grootte van de centripetale versnelling van een deeltje in calculate te berekenen MCU is als volgt:
Lees ook: Cirkelbeweging: MCU en MCUV
Opgeloste oefeningen op eenvormige cirkelvormige beweging
Vraag 1 -Bepaal de hoeksnelheid van een deeltje dat een eenparige cirkelbeweging ontwikkelt op een baan met een uniforme straal gelijk aan 0,5 m, met een constante snelheid van 2,0 m/s.
a) 1,5 rad/s
b) 3,0 rad/s
c) 4,0 rad/s
d) 1,0 rad/s
Resolutie:
Op basis van de informatie in de opgave van de oefening, zullen we de hoeksnelheid berekenen.
Volgens onze berekeningen hebben we gevonden dat de hoeksnelheid van dit deeltje gelijk is aan 4,0 rad/s, dus het juiste alternatief is letter C.
Vraag 2 - Een deeltje in eenparige cirkelbeweging voltooit 2 omwentelingen op een omtrek met een straal gelijk aan 2,0 m, in een tijdsinterval van 4,0 s. Bepaal de periode en frequentie van deze beweging.
a) 0,5 Hz en 2,0 s
b) 0,4 Hz en 4,0 s
c) 4,0 Hz en 2,0 s
d) 2,0 Hz en 4,0 s
Resolutie:
De verklaring stelt dat het deeltje 2 ronden in 4,0 seconden voltooit, wat aangeeft dat het 2,0 s duurt om elke ronde te voltooien. Dit resultaat is dus de periode. De frequentie wordt op zijn beurt bepaald door de inverse van de periode en moet gelijk zijn aan 1/2, dat wil zeggen 0,5 Hz, dus het juiste alternatief is letter A.
*Om de mindmap in PDF te downloaden, Klik hier!
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
