Cirkulär rörelse: enhetlig och enhetligt varierad

Den cirkulära rörelsen (MC) är en som utförs av en kropp i en cirkulär eller krökt bana.

Det finns viktiga mängder som måste beaktas när du utför denna rörelse, vars hastighetsorientering är vinkel. Det här är perioden och frekvensen.

Perioden, som mäts i sekunder, är tidsperioden. Frekvensen, som mäts i hertz, är dess kontinuitet, det vill säga den bestämmer hur många gånger rotationen sker.

Exempel: En bil kan ta x sekunder (period) att runda en rondell, vilket den kan göra en eller flera gånger (frekvens).

Enhetlig cirkulär rörelse

Enhetlig cirkulär rörelse (MCU) uppstår när en kropp beskriver en krökt väg med konstant hastighet.

Till exempel fläktblad, blandarblad, pariserhjul vid nöjesparken och hjul på bilar.

Jämnt varierad cirkulär rörelse

Den likformigt varierade cirkulära rörelsen (MCUV) beskriver också en krökt bana, men dess hastigheten varierar under kursen.

Således är accelererad cirkelrörelse en där ett objekt kommer ur vila och börjar röra sig.

Formler för cirkulär rörelse

Till skillnad från linjära rörelser antar cirkulär rörelse en annan typ av storlek, kallad

vinkelstorlekar, där mätningarna är i radianer, nämligen:

Centripetal kraft

DE centripetal kraft är närvarande i cirkulära rörelser, beräknas med formeln i Newtons andra lag (dynamikprincip):

Var,

F_ç: centripetal kraft (N)
m: massa (kg)
De_ç: centripetal acceleration (m / s²)

centripetal acceleration

DE centripetal acceleration förekommer i kroppar som följer en cirkulär eller krökt bana och beräknas med följande uttryck:

Var,

DE_ç: centripetal acceleration (m / s²)
v: hastighet (m / s)
r: cirkelbanans radie (m)

Vinkelposition

Representerad av den grekiska bokstaven phi (φ) beskriver vinkelpositionen bågen för en del av banan som indikeras av en viss vinkel.

φ = S / r

Var,

φ: vinkelposition (rad)
s: position (m)
r: cirkelns radie (m)

Vinkelförskjutning

Representerad av Δφ (delta phi), definierar vinkelförskjutningen den slutliga vinkelpositionen och banans initiala vinkelposition.

Δφ = ΔS / r

Var,

Δφ: vinkelförskjutning (rad)
S: skillnad mellan slutposition och startposition (m)
r: cirkelns radie (m).

Genomsnittlig vinkelhastighet

DE vinkelhastighet, representerad av den grekiska bokstaven omega (ω), indikerar vinkelförskjutningen av rörelsens tidsintervall i banan.

ω_m = Aj / At

Var,

ω_m: genomsnittlig vinkelhastighet (rad / s)
Δφ: vinkelförskjutning (rad)
t. tidsintervall (er) för rörelse

Det bör noteras att den tangentiella hastigheten är vinkelrät mot accelerationen som i detta fall är centripetal. Detta beror på att den alltid pekar på banans centrum och inte är noll.

Genomsnittlig vinkelacceleration

Representerad av den grekiska bokstaven alfa (α) bestämmer vinkelacceleration vinkelförskjutningen över banans tidsintervall.

a = ω / At

Var,

α: medelvinkelacceleration (rad / sek²)
ω: genomsnittlig vinkelhastighet (rad / s)
t: tidsintervall (er) för banan

Se också: Kinematikformler

Övningar i cirkulär rörelse

1. (PUC-SP) Lucas fick en fläkt som, efter att ha slagits på 20-talet, når en frekvens på 300 rpm i en jämnt accelererad rörelse.

Lucas vetenskapliga anda fick honom att undra hur många varv fläktklingorna gjorde under den tiden. Han använde sin kunskap om fysik

a) 300 varv
b) 900 varv
c) 18000 varv
d) 50 varv
e) 6000 varv

Se Svar

Rätt alternativ: d) 50 varv.

Se också: Fysikformler

2. (UFRS) En kropp i enhetlig cirkelrörelse fullbordar 20 varv på 10 sekunder. Perioden (i) och frekvensen (i s-1) för rörelsen är, respektive:

a) 0,50 och 2,0
b) 2,0 och 0,50
c) 0,50 och 5,0
d) 10 och 20
e) 20 och 2.0

Se Svar

Rätt alternativ: a) 0,50 och 2,0.

För fler frågor, seÖvningar om enhetlig cirkulär rörelse.

3. (Unifesp) Far och son cyklar och går sida vid sida i samma hastighet. Det är känt att hjulens diameter på faderns cykel är dubbelt så stor som diametern på hjulen på sonens cykel.

Man kan säga att hjulen på faderns cykel snurrar med

a) hälften av frekvensen och vinkelhastigheten som hjulen på barnets cykel svänger med.
b) samma frekvens och vinkelhastighet som hjulen på barnets cykel vänder på.
c) dubbelt så hög frekvens och vinkelhastighet som hjulen på barnets cykel svänger med.
d) samma frekvens som hjulen på barnets cykel, men med halva vinkelhastigheten.
e) samma frekvens som hjulen på barnets cykel, men med två gånger vinkelhastigheten.

Se Svar

Rätt alternativ: a) halva frekvensen och vinkelhastigheten som hjulen på barnets cykel svänger med.

Läs också:

• Enhetlig rörelse
• Enhetlig rätlinjig rörelse
• Mängd rörelse