Dairesel Hareket: Tekdüze ve Eşit Değişken

Dairesel hareket (MC), bir vücut tarafından dairesel veya eğrisel bir yolda gerçekleştirilen harekettir.

Hız yönelimi açısal olan bu hareketi gerçekleştirirken dikkat edilmesi gereken önemli nicelikler vardır. Bunlar periyot ve frekanstır.

Saniye cinsinden ölçülen süre, zaman aralığıdır. Hertz cinsinden ölçülen frekans, sürekliliğidir, yani dönüşün kaç kez gerçekleşeceğini belirler.

Misal: Bir arabanın bir veya daha fazla kez (frekans) yaptığı bir dönel kavşağı dolaşması x saniye (periyot) alabilir.

Düzgün Dairesel Hareket

Düzgün dairesel hareket (MCU), bir gövde eğrisel bir yol tanımladığında meydana gelir. sabit hız.

Örneğin, fan kanatları, blender bıçakları, eğlence parkındaki dönme dolap ve arabalardaki tekerlekler.

Düzgün Değişken Dairesel Hareket

Düzgün değişen dairesel hareket (MCUV) aynı zamanda eğrisel bir yörüngeyi de tanımlar. hız değişir kurs sırasında.

Dolayısıyla hızlandırılmış dairesel hareket, bir cismin durgunluktan çıkıp hareket etmeye başladığı harekettir.

Dairesel Hareket Formülleri

Doğrusal hareketlerden farklı olarak dairesel hareket, başka bir büyüklük türünü benimser. açısal büyüklükler, burada ölçümler radyan cinsindendir, yani:

merkezcil kuvvet

bu merkezcil kuvvet Newton'un İkinci Yasası (Dinamik Prensibi) formülü kullanılarak hesaplanan dairesel hareketlerde bulunur:

Nerede,

F_ç: merkezcil kuvvet (N)
m: kütle (kg)
_ç: merkezcil ivme (m/sn)²)

merkezcil ivme

bu merkezcil ivme dairesel veya eğrisel bir yörünge izleyen gövdelerde oluşur ve aşağıdaki ifadeyle hesaplanır:

Nerede,

bu_ç: merkezcil ivme (m/sn)²)
v: hız (m/sn)
r: dairesel yolun yarıçapı (m)

Açısal pozisyon

Yunan harfi phi (φ) ile temsil edilen açısal konum, yörüngenin belirli bir açıyla gösterilen bir bölümünün yayını tanımlar.

φ = S / r

Nerede,

φ: açısal konum (rad)
s: konum (m)
r: dairenin yarıçapı (m)

açısal yer değiştirme

Δφ (delta phi) ile temsil edilen açısal yer değiştirme, yörüngenin son açısal konumunu ve ilk açısal konumunu tanımlar.

Δφ = ΔS / r

Nerede,

Δφ: açısal yer değiştirme (rad)
S: bitiş konumu ile başlangıç ​​konumu arasındaki fark (m)
r: dairenin yarıçapı (m).

Ortalama Açısal Hız

bu açısal hızYunan harfi omega (ω) ile temsil edilen, yörüngedeki hareketin zaman aralığına göre açısal yer değiştirmeyi gösterir.

ω_m = Δφ / Δt

Nerede,

ω_m: ortalama açısal hız (rad/s)
Δφ: açısal yer değiştirme (rad)
t. hareket zaman aralığı(ları)

Teğetsel hızın, bu durumda merkezcil olan ivmeye dik olduğuna dikkat edilmelidir. Bunun nedeni, her zaman yörüngenin merkezine işaret etmesi ve boş olmamasıdır.

Ortalama Açısal İvme

Yunanca alfa (α) harfi ile temsil edilen açısal ivme, yörüngenin zaman aralığı boyunca açısal yer değiştirmeyi belirler.

α = ω / Δt

Nerede,

α: ortalama açısal ivme (rad/sn)²)
ω: ortalama açısal hız (rad/s)
t: yörünge zaman aralığı (s)

Ayrıca bakınız: Kinematik Formüller

Dairesel hareketle ilgili alıştırmalar

1. (PUC-SP) Lucas'a, açıldıktan 20 saniye sonra, eşit olarak hızlandırılmış bir hareketle 300rpm frekansa ulaşan bir fan sunuldu.

Lucas'ın bilimsel ruhu, bu süre zarfında fan kanatlarının yaptığı dönüş sayısının ne olacağını merak etmesine neden oldu. Fizik bilgisini kullanarak,

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: d) 50 tur.

Ayrıca bakınız: Fizik Formülleri

2. (UFRS) Düzgün dairesel hareket yapan bir cisim 20 dönüşü 10 saniyede tamamlar. Hareketin periyodu (s cinsinden) ve frekansı (s-1 cinsinden) sırasıyla:

a) 0,50 ve 2,0
b) 2.0 ve 0.50
c) 0,50 ve 5,0
d) 10 ve 20
e) 20 ve 2.0

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: a) 0,50 ve 2,0.

Daha fazla soru için bkz.Düzgün Dairesel Hareket Üzerine Alıştırmalar.

3. (Unifesp) Baba oğul bisikletlerine binip yan yana aynı hızda yürüyorlar. Babanın bisikletindeki tekerleklerin çapının, oğlunun bisikletindeki tekerleklerin çapının iki katı olduğu bilinmektedir.

Babanın bisikletinin tekerlekleri ile döndüğü söylenebilir.

a) Çocuğun bisikletinin tekerleklerinin dönme sıklığı ve açısal hızının yarısı.
b) Çocuğun bisikletinin tekerleklerinin döndüğü aynı frekans ve açısal hız.
c) Çocuğun bisikletinin tekerleklerinin dönme sıklığı ve açısal hızının iki katı.
d) Çocuğun bisikletinin tekerlekleriyle aynı frekansta, ancak açısal hızın yarısı ile.
e) Çocuğun bisikletinin tekerlekleriyle aynı frekansta, ancak açısal hızın iki katı.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: a) Çocuğun bisikletinin tekerleklerinin döndüğü frekansın ve açısal hızın yarısı.

sen de oku:

• Üniforma Hareketi
• Düzgün Doğrusal Hareket
• Hareket Miktarı