Mișcare circularăuniformă este un tip de mișcare care apare odată cu vitezăa urcaconstant de-a lungul unei traiectorii de formă Circular. În ciuda primirii uniformei adjective, această mișcare este accelerat, întrucât schimbarea direcției vectorului viteză implică existența unui accelerație centripetă de direcție radială, a cărei direcție indică centrul curbei.
Vezi și: mișcare uniformă - formule, concepte, exerciții
Introducere în mișcarea circulară uniformă
mișcare circulară uniformă (MCU) este una în care o particulă se mișcă de-a lungul unei căi circulare cu rază constantă. În acest tip de mișcare, atât viteza scalară în ceea ce privește viteză unghiulară sunt constante, dar mișcarea esteaccelerat, deoarece în acest tip de traiectorie este necesar să avem o accelerație, care să indice în direcția razei, întotdeauna spre centrul curbei, numită accelerație centripetă.
Din moment ce traiectoria acoperită în MCU é Circular,
spațiul parcurs (ΔS) de particulă poate fi calculat dintr-o arc de circumferință, astfel încât un viraj complet să aibă o lungime egală cu 2πR, unde R reprezintă magnitudinea razei acestui cerc.Viteza scalară v do mișcare circulară uniformăla rândul său, se calculează prin raportul dintre spaţiucălătorit (ΔS) și pauzăîntimp (Δt), așa cum se arată mai jos:
În formula de mai sus, este posibil să separați cantitățile unghiulare de cantitățile spațiale. Făcând acest lucru, o altă formulă pentru vitezăa urca. O astfel de formulă arată că modulul vitezei scalare în care se mișcă particula poate fi calculat din produsul dintre vitezăunghiular (ω) și raza traseului (R).
THE vitezăunghiular se numește în mod obișnuit frecvențăunghiular și, de asemenea, din pulsație. Unitatea sa de măsură este radian pe secundă (rad / s). Cu toate acestea, deoarece radianul este un masura unghiului, și nu a cantitate fizica, unitatea de măsură a vitezei unghiulare, strict vorbind, este s-1, care este echivalent cu hertz (Hz).
Viteza unghiulară este, de asemenea, legată de alte două cantități importante pentru mișcările circulare: frecvență (f) și perioada (T). Frecvența, a cărei unitate de măsură este și Hz, indică cantitatea de rotații pe care o particulă efectuează în fiecare secundă, în timp ce perioada indică timpul necesar acestei particule pentru a parcurge o tură complet. Astfel, frecvența și perioada sunt cantități invers proporționale și legate între ele. Ceas:
Accelerație centripetă pe MCU
THE accelerație centripetă este cea care indicați întotdeauna spre centrul curbei efectuată de o particulă în mișcare circulară. Această accelerație poate fi produsă de un tracţiune, forța de frecare, forta magnetica, printre alții.
La fel ca accelerare scalară, accelerația centripetă se măsoară în Domnișoară². Cu toate acestea, semnificația fizică a accelerației centripete este diferită de semnificația accelerației scalare. În timp ce acesta din urmă indică variația magnitudinii vitezei, accelerația centripetă indică a variația direcției vitezei, datorită personajului vector de viteză în mișcare circulară.
THE formulă folosit pentru a calcula magnitudinea accelerației centripete a unei particule în MCU este după cum urmează:
Citește și: Mișcare circulară: MCU și MCUV
Exerciții rezolvate cu mișcare circulară uniformă
Intrebarea 1 -Determinați viteza unghiulară a unei particule care dezvoltă o mișcare circulară uniformă pe o traiectorie cu o rază uniformă egală cu 0,5 m, cu o viteză constantă de 2,0 m / s.
a) 1,5 rad / s
b) 3,0 rad / s
c) 4,0 rad / s
d) 1,0 rad / s
Rezoluţie:
Pe baza informațiilor furnizate de declarația exercițiului, vom calcula viteza unghiulară.
Conform calculelor noastre, am constatat că viteza unghiulară a acestei particule este egală cu 4,0 rad / s, deci alternativa corectă este litera C.
Intrebarea 2 - O particulă în mișcare circulară uniformă finalizează 2 ture pe o circumferință cu o rază egală cu 2,0 m, într-un interval de timp de 4,0 s. Determinați perioada și frecvența acestei mișcări.
a) 0,5 Hz și 2,0 s
b) 0,4 Hz și 4,0 s
c) 4,0 Hz și 2,0 s
d) 2,0 Hz și 4,0 s
Rezoluţie:
Declarația afirmă că particula finalizează 2 runde în 4,0 secunde, ceea ce indică faptul că este nevoie de 2,0 s pentru a finaliza fiecare rundă. Prin urmare, acest rezultat este perioada. Frecvența, la rândul său, este definită de inversul perioadei și trebuie să fie egală cu 1/2, adică 0,5 Hz, deci alternativa corectă este litera a.
* Pentru a descărca harta mentală în format PDF, Click aici!
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniforme-mcu.htm
