Ensartet sirkulær bevegelse (MCU)

Sirkulær bevegelseuniform er en type bevegelse som oppstår med hastighetklatrekonstant langs en bane av form Sirkulær. Til tross for at han mottok adjektivet uniform, er denne bevegelsen akselerert, siden endringen i hastighetsvektorretningen innebærer eksistensen av en sentripetal akselerasjon av radiell retning, hvis retning peker mot sentrum av kurven.

Se også: ensartet bevegelse - formler, konsepter, øvelser

Introduksjon til ensartet sirkulær bevegelse

ensartet sirkelbevegelse (MCU) er en der en partikkel beveger seg langs en sirkulær bane med konstant radius. I denne typen bevegelse, både skalarhastighet som til vinkelhastighet er konstante, men bevegelse erakselerert, siden det i denne typen bane er nødvendig å ha en akselerasjon som peker i retning av radiusen, alltid mot sentrum av kurven, kalt sentripetal akselerasjon.

I jevn sirkelbevegelse beveger partikkelen seg en bane med konstant radius.

Siden banen dekket i MCU é Sirkulær, rommet som partikkelen krysses av (AS) kan beregnes ut fra a

omkretsbue, slik at en hel sving har en lengde lik 2πR, hvor R representerer størrelsen på radiusen til denne sirkelen.

Den skalære hastigheten v do ensartet sirkelbevegelseberegnes i sin tur av forholdet mellom romreiste (ΔS) og gå i stykkeritid (Δt), som vist nedenfor:

I formelen ovenfor er det mulig å skille vinkelmengdene fra de romlige størrelsene. Ved å gjøre dette, en annen formel for hastighetklatre. En slik formel viser at modulen til skalarhastigheten der partikkelen beveger seg, kan beregnes fra produktet mellom hastighetkantete (ω) og stieradius (R).

DE hastighetkantete kalles ofte Frekvenskantete og også fra pulsasjon. Dens måleenhet er radian per sekund (rad / s). Men siden radianen er en vinkelmåling, og ikke en fysisk mengde, måleenheten for vinkelhastighet er strengt tatt s^-1, som tilsvarer hertz (Hz).

Vinkelhastighet er også relatert til to andre viktige størrelser for sirkulære bevegelser: frekvens (f) og periode (T). Frekvensen, hvis måleenhet også er Hz, indikerer mengden rotasjoner som en partikkel utfører hvert sekund, mens perioden indikerer tiden det tar for denne partikkelen å gå en runde fullstendig. Dermed er frekvens og periode omvendt proporsjonale størrelser og relatert til hverandre. Se:

Sentripetal akselerasjon på MCU

DE sentripetal akselerasjon er den som pek alltid på midten av kurven utført av en partikkel i sirkulær bevegelse. Denne akselerasjonen kan produseres av en trekkraft, friksjonskraft, magnetisk kraft, blant andre.

Akkurat som skalar akselerasjon, måles sentripetal akselerasjon i m / s². Imidlertid er den fysiske betydningen av sentripetal akselerasjon forskjellig fra betydningen av skalar akselerasjon. Mens sistnevnte indikerer variasjon av hastighetsstørrelse, sentripetal akselerasjon indikerer a variasjon i fartsretning, takket være karakteren vektor av hastighet i sirkulær bevegelse.

DE formel brukes til å beregne størrelsen på den sentripetale akselerasjonen til en partikkel i MCU er som følgende:

Les også: Sirkulær bevegelse: MCU og MCUV

Løst øvelser på jevn sirkelbevegelse

Spørsmål 1 -Bestem vinkelhastigheten til en partikkel som utvikler en jevn sirkelbevegelse på en bane med jevn radius lik 0,5 m, med en konstant hastighet på 2,0 m / s.

a) 1,5 rad / s

b) 3,0 rad / s

c) 4,0 rad / s

d) 1,0 rad / s

Vedtak:

Basert på informasjonen gitt i øvelseserklæringen, vil vi beregne vinkelhastigheten.

I følge våre beregninger fant vi at vinkelhastigheten til denne partikkelen er lik 4,0 rad / s, så det riktige alternativet er bokstav C.

Spørsmål 2 - En partikkel i jevn sirkelbevegelse fullfører 2 svinger på en omkrets med en radius lik 2,0 m, i et tidsintervall på 4,0 s. Bestem perioden og hyppigheten av denne bevegelsen.

a) 0,5 Hz og 2,0 s

b) 0,4 Hz og 4,0 s

c) 4,0 Hz og 2,0 s

d) 2,0 Hz og 4,0 s

Vedtak:

Uttalelsen sier at partikkelen fullfører to runder på 4,0 sekunder, noe som indikerer at det tar 2,0 s å fullføre hver runde. Dette resultatet er derfor perioden. Frekvensen er i sin tur definert av periodens inverse og må være lik 1/2, det vil si 0,5 Hz, så det riktige alternativet er bokstaven A.

* For å laste ned tankekartet i PDF, Klikk her!

Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer

Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm