Cirkulär rörelseenhetlig är en typ av rörelse som sker med hastighetklättrakonstant längs en formbana Cirkulär. Trots mottagandet av adjektivet uniform, är denna rörelse accelererad, eftersom förändringen i hastighetsvektorriktningen innebär att det finns en centripetal acceleration av radiell riktning, vars riktning pekar mot kurvans centrum.
Se också: enhetlig rörelse - formler, begrepp, övningar
Introduktion till enhetlig cirkelrörelse
enhetlig cirkelrörelse (MCU) är en där en partikel rör sig längs en cirkulär bana med konstant radie. I denna typ av rörelse, både skalarhastighet vad gäller vinkelhastighet är konstanta, men rörelse äraccelererad, eftersom det i denna typ av bana är nödvändigt att ha en acceleration som pekar i riktning mot radien, alltid mot centrum av kurvan, kallad centripetal acceleration.
Sedan banan som omfattas av MCU é Cirkulär, det utrymme som passeras (AS) av partikeln kan beräknas från a båge av omkrets
, så att en hel sväng har en längd lika med 2πR, där R representerar storleken på radien för denna cirkel.Den skalära hastigheten v do enhetlig cirkelrörelsei sin tur beräknas av förhållandet mellan Platsreste (ΔS) och ha sönderitid (Δt), såsom visas nedan:
I formeln ovan är det möjligt att separera vinkelmängderna från de rumsliga storheterna. Genom att göra detta, en annan formel för hastighetklättra. En sådan formel visar att modulen för den skalära hastigheten i vilken partikeln rör sig kan beräknas från produkten mellan hastighetvinkel- (ω) och vägradie (R).
DE hastighetvinkel- kallas vanligtvis frekvensvinkel- och även från pulsering. Dess måttenhet är radian per sekund (rad / s). Men eftersom radian är en vinkelmåttoch inte en fysisk kvantitet, är måttenheten för vinkelhastighet strängt taget s-1, vilket motsvarar hertz (Hz).
Vinkelhastigheten är också relaterad till två andra viktiga kvantiteter för cirkulära rörelser: frekvens (f) och period (T). Frekvensen, vars måttenhet också är Hz, anger mängden rotationer som en partikel utför varje sekund, medan perioden anger den tid som krävs för att denna partikel ska gå ett varv komplett. Således är frekvens och period omvänt proportionella och relaterade kvantiteter. Kolla på:
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Centripetal acceleration på MCU
DE centripetal acceleration är den som peka alltid på mitten av kurvan utförs av en partikel i cirkelrörelse. Denna acceleration kan produceras av en dragning, friktionskraft, magnetisk kraft, bland andra.
Precis som skalaracceleration, mättes centripetalacceleration i Fröken². Men den fysiska betydelsen av centripetalacceleration skiljer sig från betydelsen av skalaracceleration. Medan den senare indikerar variation av hastighetsstorlek, centripetalacceleration indikerar a variation i hastighetsriktning, tack vare karaktären vektor av hastighet i cirkulär rörelse.
DE formel används för att beräkna storleken på centripetalacceleration av en partikel i MCU enligt följande:
Läs också: Cirkulär rörelse: MCU och MCUV
Lösta övningar på enhetlig cirkelrörelse
Fråga 1 -Bestäm vinkelhastigheten för en partikel som utvecklar en likformig cirkulär rörelse på en bana med enhetlig radie lika med 0,5 m, med en konstant hastighet på 2,0 m / s.
a) 1,5 rad / s
b) 3,0 rad / s
c) 4,0 rad / s
d) 1,0 rad / s
Upplösning:
Baserat på informationen från träningsuttalandet kommer vi att beräkna vinkelhastigheten.
Enligt våra beräkningar fann vi att vinkelhastigheten för denna partikel är lika med 4,0 rad / s, så det rätta alternativet är bokstav C.
Fråga 2 - En partikel i enhetlig cirkelrörelse fullbordar 2 varv på en omkrets med en radie lika med 2,0 m, i ett tidsintervall på 4,0 s. Bestäm period och frekvens för denna rörelse.
a) 0,5 Hz och 2,0 s
b) 0,4 Hz och 4,0 s
c) 4,0 Hz och 2,0 s
d) 2,0 Hz och 4,0 s
Upplösning:
Uttalandet säger att partikeln fullbordar två omgångar på 4,0 sekunder, vilket indikerar att det tar 2,0 s att slutföra varje omgång. Detta resultat är därför perioden. Frekvensen definieras i sin tur av periodens invers och måste vara lika med 1/2, det vill säga 0,5 Hz, så det rätta alternativet är bokstaven A.
* För att ladda ner mind map i PDF, Klicka här!
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
