Ruch kołowymundur to rodzaj ruchu, który występuje z prędkośćwspinać sięstały wzdłuż trajektorii kształtu Okólnik. Pomimo otrzymania przymiotnika uniform, ruch ten jest przyśpieszony, ponieważ zmiana kierunku wektora prędkości implikuje istnienie a przyspieszenie dośrodkowe kierunku promieniowego, którego kierunek wskazuje środek krzywej.
Zobacz też: jednolity ruch – formuły, koncepcje, ćwiczenia
Wprowadzenie do ruchu jednostajnego po okręgu
Jednolity ruch kołowy (MCU) to taki, w którym cząsteczka porusza się po torze kołowym o stałym promieniu. W tego typu ruchu zarówno prędkość skalarna co się tyczy prędkość kątowa są stałe, ale ruch jestprzyśpieszony, ponieważ w tego typu trajektorii musi występować przyspieszenie, które wskazuje w kierunku promienia, zawsze w kierunku środka łuku, zwane przyspieszenie dośrodkowe.
Ponieważ trajektoria pokryta w MCU é Okólnik, przestrzeń przemierzoną (ΔS) przez cząstkę można obliczyć z a
łuk obwodu, tak aby pełny zakręt miał długość równą 2πR, gdzie R reprezentuje wielkość promienia tego okręgu.Skalarna prędkość v do Jednolity ruch kołowy, z kolei jest obliczany przez stosunek między przestrzeńpodróżował (ΔS) i złamaćwczas (Δt), jak pokazano poniżej:
W powyższym wzorze możliwe jest oddzielenie wielkości kątowych od wielkości przestrzennych. Robiąc to, inny wzór na prędkośćwspinać się. Taki wzór pokazuje, że moduł prędkości skalarnej, w której porusza się cząstka, można obliczyć z iloczynu między prędkośćkątowy (ω) i promień ścieżki (R).
TEN prędkośćkątowy jest powszechnie nazywany częstotliwośćkątowy a także od pulsacja. Jego jednostką miary jest radiany na sekundę (rad/s). Ponieważ jednak radian jest miara kąta, a nie wielkość fizyczna, jednostką miary prędkości kątowej, ściśle mówiąc, jest s-1, który jest odpowiednikiem herca (Hz).
Prędkość kątowa jest również powiązana z dwoma innymi ważnymi wielkościami dla ruchów kołowych: częstotliwość (f) i okres (T). Częstotliwość, której jednostką miary jest również Hz, wskazuje ilość obrotów, jakie cząsteczka wykonuje co sekundę, podczas gdy okres wskazuje czas potrzebny tej cząstce do przebycia jednego okrążenia kompletny. Tak więc częstotliwość i okres są wielkościami odwrotnie proporcjonalnymi i powiązanymi. Zegarek:
Przyspieszenie dośrodkowe na MCU
TEN przyspieszenie dośrodkowe jest tym, który zawsze wskazywać na środek krzywej wykonywane przez cząstkę w ruchu okrężnym. Przyspieszenie to może być wytworzone przez trakcja, siła tarcia, siła magnetyczna, pośród innych.
Tak jak przyspieszenie skalarne, przyspieszenie dośrodkowe jest mierzone w SM². Jednak fizyczne znaczenie przyspieszenia dośrodkowego różni się od znaczenia przyspieszenia skalarnego. Podczas gdy to ostatnie wskazuje na zmiana wielkości prędkości, przyspieszenie dośrodkowe wskazuje a zmiana kierunku prędkości, dzięki charakterowi wektor prędkości w ruchu kołowym.
TEN formuła służy do obliczania wielkości przyspieszenia dośrodkowego cząstki w MCU następująco:
Przeczytaj też: Ruch kołowy: MCU i MCUV
Rozwiązane ćwiczenia na jednostajnym ruchu okrężnym
Pytanie 1 -Wyznacz prędkość kątową cząstki, która wykonuje jednostajny ruch kołowy na trajektorii o jednolitym promieniu równym 0,5 m, ze stałą prędkością 2,0 m/s.
a) 1,5 rad/s
b) 3,0 rad/s
c) 4,0 rad/s
d) 1,0 rad/s
Rozkład:
Na podstawie informacji podanych w instrukcji ćwiczeń obliczymy prędkość kątową.
Zgodnie z naszymi obliczeniami odkryliśmy, że prędkość kątowa tej cząstki jest równa 4,0 rad/s, więc poprawną alternatywą jest litera C.
Pytanie 2 - Cząstka w jednostajnym ruchu kołowym wykonuje 2 obroty po obwodzie o promieniu 2,0 mw odstępie czasu 4,0 s. Określ okres i częstotliwość tego ruchu.
a) 0,5 Hz i 2,0 s
b) 0,4 Hz i 4,0 s
c) 4,0 Hz i 2,0 s
d) 2,0 Hz i 4,0 s
Rozkład:
Oświadczenie mówi, że cząstka wykonuje 2 rundy w 4,0 sekundy, co oznacza, że każda runda zajmuje 2,0 s. Tym wynikiem jest zatem okres. Z kolei częstotliwość jest określona przez odwrotność okresu i musi być równa 1/2, czyli 0,5 Hz, więc prawidłowa alternatywa to litera a.
*Aby pobrać mapę myśli w formacie PDF, Kliknij tutaj!
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm
