Круговое движение: равномерное и равномерно разнообразное

Круговое движение (MC) - это движение, выполняемое телом по круговой или криволинейной траектории.

Есть важные параметры, которые необходимо учитывать при выполнении этого движения, ориентация скорости которого является угловой. Это период и частота.

Период, измеряемый в секундах, и есть промежуток времени. Частота, измеряемая в герцах, является ее непрерывностью, то есть определяет, сколько раз происходит вращение.

Пример: Автомобилю может потребоваться x секунд (период), чтобы объехать круговой перекресток, что он может сделать один или несколько раз (частота).

Равномерное круговое движение

Равномерное круговое движение (MCU) происходит, когда тело описывает криволинейный путь с постоянная скорость.

Например, лопасти вентилятора, лопасти блендера, колесо обозрения в парке развлечений и колеса автомобилей.

Равномерно изменяющееся круговое движение

Равномерно изменяющееся круговое движение (MCUV) также описывает криволинейную траекторию, однако ее скорость варьируется в течении курса.

Таким образом, ускоренное круговое движение - это движение, при котором объект выходит из состояния покоя и начинает двигаться.

Формулы кругового движения

В отличие от линейных движений, круговое движение принимает другой тип величины, называемый угловые величины, где измерения даны в радианах, а именно:

Центростремительная сила

THE центростремительная сила присутствует в круговых движениях, рассчитывается по формуле Второго закона Ньютона (принцип динамики):

Где,

F_ç: центростремительная сила (Н)
м: масса (кг)
В_ç: центростремительное ускорение (м / с²)

центростремительное ускорение

THE центростремительное ускорение встречается в телах, следующих по круговой или криволинейной траектории, и вычисляется по следующему выражению:

Где,

THE_ç: центростремительное ускорение (м / с²)
v: скорость (м / с)
р: радиус круговой траектории (м)

Угловое положение

Угловое положение, обозначаемое греческой буквой фи (φ), описывает дугу части траектории, обозначенную определенным углом.

φ = S / r

Где,

φ: угловое положение (рад)
s: позиция (м)
р: радиус окружности (м)

Угловое смещение

Угловое смещение, представленное Δφ (дельта фи), определяет конечное угловое положение и начальное угловое положение траектории.

Δφ = ΔS / r

Где,

Δφ: угловое смещение (рад)
S: разница между конечным положением и начальным положением (м)
р: радиус окружности (м).

Средняя угловая скорость

THE угловая скорость, представленная греческой буквой омега (ω), обозначает угловое смещение на временной интервал движения по траектории.

ω_м = Δφ / Δt

Где,

ω_м: средняя угловая скорость (рад / с)
Δφ: угловое смещение (рад)
т. интервал времени движения (с)

Следует отметить, что тангенциальная скорость перпендикулярна ускорению, которое в данном случае является центростремительным. Это потому, что он всегда указывает на центр траектории и не равен нулю.

Среднее угловое ускорение

Угловое ускорение, обозначаемое греческой буквой альфа (α), определяет угловое смещение на временном интервале траектории.

α = ω / Δt

Где,

α: среднее угловое ускорение (рад / сек.²)
ω: средняя угловая скорость (рад / с)
т: интервал времени траектории (с)

Смотри тоже: Кинематические формулы

Упражнения на круговые движения

1. (PUC-SP) Лукасу был представлен вентилятор, который через 20 секунд после включения достигает частоты 300 об / мин при равномерно ускоренном движении.

Научный дух Лукаса заставил его задуматься, сколько будет оборотов лопастей вентилятора за этот период времени. Используя свои знания физики, он обнаружил

а) 300 кругов
б) 900 кругов
в) 18000 кругов
г) 50 кругов
д) 6000 кругов

См. Ответ

Правильный вариант: г) 50 кругов.

Смотри тоже: Физические формулы

2. (UFRS) Тело равномерным круговым движением совершает 20 поворотов за 10 секунд. Период (в с) и частота (в с-1) движения соответственно:

а) 0,50 и 2,0
б) 2,0 и 0,50
в) 0,50 и 5,0
г) 10 и 20
д) 20 и 2,0

См. Ответ

Правильная альтернатива: а) 0,50 и 2,0.

Для получения дополнительных вопросов см.Упражнения на равномерное круговое движение.

3. (Unifesp) Отец и сын едут на велосипедах и идут бок о бок с одинаковой скоростью. Известно, что диаметр колес на велосипеде отца в два раза больше диаметра колес велосипеда сына.

Можно сказать, что колеса отцовского велосипеда вращаются вместе с

а) половину частоты и угловой скорости вращения колес детского велосипеда.
б) ту же частоту и угловую скорость, с которыми вращаются колеса детского велосипеда.
в) удвоенную частоту и угловую скорость вращения колес детского велосипеда.
г) с той же частотой, что и колеса детского велосипеда, но с половинной угловой скоростью.
д) с той же частотой, что и колеса детского велосипеда, но с удвоенной угловой скоростью.

См. Ответ

Правильная альтернатива: а) половина частоты и угловой скорости, с которой вращаются колеса детского велосипеда.

Тоже читай:

• Равномерное движение
• Равномерное прямолинейное движение
• Количество движения