Kruhový pohyb: Rovnomerný a rovnomerne rôzny

Kruhový pohyb (MC) je pohyb, ktorý vykonáva telo v kruhovej alebo krivočiarej dráhe.

Pri vykonávaní tohto pohybu, ktorého rýchlostná orientácia je uhlová, je potrebné brať do úvahy dôležité veličiny. Toto sú obdobie a frekvencia.

Perióda, ktorá sa meria v sekundách, je časové rozpätie. Frekvencia, ktorá sa meria v hertzoch, je jej spojitosťou, to znamená, že určuje, koľkokrát dôjde k rotácii.

Príklad: Auto môže trvať x sekúnd (bodka), kým prejde okolo kruhového objazdu, čo môže urobiť jeden alebo viackrát (frekvencia).

Rovnomerný kruhový pohyb

Jednotný kruhový pohyb (MCU) nastáva, keď teleso popisuje krivkovú dráhu s konštantná rýchlosť.

Napríklad lopatky ventilátora, lopatky mixéra, ruské koleso v zábavnom parku a kolesá na autách.

Rovnomerne zmenený kruhový pohyb

Rovnomerne zmenený kruhový pohyb (MCUV) popisuje aj krivočiaru dráhu, nech už je akákoľvek rýchlosť sa líši počas kurzu.

Zrýchlený kruhový pohyb je teda taký, pri ktorom predmet vyjde z pokoja a začne sa pohybovať.

Vzorce kruhového pohybu

Na rozdiel od lineárnych pohybov, kruhový pohyb prijíma iný typ veľkosti, tzv uhlové veličiny, kde sú merania v radiánoch, a to:

Dostredivá sila

THE dostredivá sila je prítomný v kruhových pohyboch a je počítaný pomocou vzorca Newtonovho druhého zákona (princíp dynamiky):

Kde,

F_ç: dostredivá sila (N)
m: hmotnosť (kg)
The_ç: dostredivé zrýchlenie (m / s²)

dostredivé zrýchlenie

THE dostredivé zrýchlenie sa vyskytuje v telách, ktoré sledujú kruhovú alebo krivočiaru dráhu, vypočítané podľa tohto výrazu:

Kde,

THE_ç: dostredivé zrýchlenie (m / s²)
v: rýchlosť (m / s)
r: polomer kruhovej dráhy (m)

Uhlová poloha

Uhlová poloha, predstavovaná gréckym písmenom phi (φ), popisuje oblúk časti dráhy označený určitým uhlom.

φ = S / r

Kde,

φ: uhlová poloha (rad)
s: poloha (m)
r: polomer kruhu (m)

Uhlové posunutie

Uhlové posunutie reprezentované Δφ (delta phi) definuje konečnú uhlovú polohu a počiatočnú uhlovú polohu trajektórie.

Δφ = ΔS / r

Kde,

Δφ: uhlový posun (rad)
S: rozdiel medzi koncovou polohou a počiatočnou polohou (m)
r: polomer obvodu (m).

Priemerná uhlová rýchlosť

THE uhlová rýchlosť, predstavované gréckym písmenom omega (ω), označuje uhlové posunutie o časový interval pohybu v trajektórii.

ω_m = Δφ / Δt

Kde,

ω_m: priemerná uhlová rýchlosť (rad / s)
Δφ: uhlový posun (rad)
t. časový interval (y) pohybu

Je potrebné poznamenať, že tangenciálna rýchlosť je kolmá na zrýchlenie, ktoré je v tomto prípade dostredivé. Je to tak preto, lebo vždy smeruje do stredu trajektórie a nie je nulový.

Priemerné uhlové zrýchlenie

Uhlové zrýchlenie, predstavované gréckym písmenom alfa (α), určuje uhlové posunutie v časovom intervale trajektórie.

α = ω / Δt

Kde,

α: stredné uhlové zrýchlenie (rad / s²)
ω: priemerná uhlová rýchlosť (rad / s)
t: časový interval dráhy

Pozri tiež: Kinematické vzorce

Cvičenie kruhového pohybu

1. (PUC-SP) Lucas dostal ventilátor, ktorý po 20 s po zapnutí dosiahne rovnomerne akcelerovaným pohybom frekvenciu 300 ot./min.

Lucasov vedecký duch ho prinútil premýšľať, aký bude počet otáčok lopatiek ventilátora počas tohto časového obdobia. Na základe svojich vedomostí z fyziky zistil

a) 300 kôl
b) 900 kôl
c) 18 000 kôl
d) 50 kôl
e) 6 000 kôl

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: d) 50 kôl.

Pozri tiež: Fyzikálne vzorce

2. (UFRS) Telo v rovnomernom kruhovom pohybe dokončí 20 otáčok za 10 sekúnd. Perióda (v s) a frekvencia (v s-1) pohybu sú:

a) 0,50 a 2,0
b) 2,0 a 0,50
c) 0,50 a 5,0
d) 10 a 20
e) 20 a 2,0

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: a) 0,50 a 2,0.

Ďalšie otázky nájdete na stránkeCviky jednotného kruhového pohybu.

3. (Unifesp) Otec a syn jazdia na bicykloch a kráčajú vedľa seba rovnakou rýchlosťou. Je známe, že priemer kolies na otcovom bicykli je dvojnásobok priemeru kolies na synovom bicykli.

Dá sa povedať, že kolesá otcovho bicykla sa krútia s

a) polovica frekvencie a uhlovej rýchlosti, s ktorou sa kolesá bicykla dieťaťa otáčajú.
b) rovnaká frekvencia a uhlová rýchlosť, s akými sa kolesá bicykla dieťaťa otáčajú.
c) dvojnásobok frekvencie a uhlovej rýchlosti, s ktorou sa kolesá bicykla dieťaťa otáčajú.
d) rovnaká frekvencia ako kolesá detského bicykla, ale s polovičnou uhlovou rýchlosťou.
e) rovnaká frekvencia ako kolesá detského bicykla, ale s dvojnásobnou uhlovou rýchlosťou.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: a) polovica frekvencie a uhlovej rýchlosti, s ktorou sa kolesá bicykla dieťaťa otáčajú.

Čítajte tiež:

• Jednotný pohyb
• Rovnomerné obdĺžnikové pohyby
• Množstvo pohybu