Круговий рух: рівномірний та рівномірно різноманітний

Круговий рух (МК) - це рух, який здійснюється тілом по колу або криволінійному шляху.

Існують важливі величини, які слід враховувати, виконуючи цей рух, орієнтація швидкості яких кутова. Це період і частота.

Період, який вимірюється в секундах, - це проміжок часу. Частота, яка вимірюється в герцах, є її безперервністю, тобто вона визначає, скільки разів відбувається обертання.

Приклад: Щоб обійти кругову дорогу, машині може знадобитися х секунд (крапка), що можна зробити один або кілька разів (частота).

Рівномірний круговий рух

Рівномірний круговий рух (MCU) відбувається, коли тіло описує криволінійний шлях за допомогою постійна швидкість.

Наприклад, лопаті вентилятора, лопатки блендера, колесо огляду в парку розваг та колеса на автомобілях.

Рівномірний круговий рух

Рівномірно змінений круговий рух (MCUV) також описує криволінійну траєкторію, проте її швидкість змінюється під час курсу.

Таким чином, прискореним круговим рухом є той, при якому об’єкт виходить із спокою і починає рухатися.

Формули кругового руху

На відміну від лінійних рухів, круговий рух приймає інший тип величини, який називається кутові величини, де вимірювання проводяться в радіанах, а саме:

Доцентрова сила

THE доцентрова сила присутній у кругових рухах, розраховується за формулою Другого закону Ньютона (Принцип динаміки):

Де,

F_ç: доцентрова сила (N)
м: маса (кг)
_ç: доцентрове прискорення (м / с²)

доцентрове прискорення

THE доцентрове прискорення відбувається в тілах, які рухаються по круговій або криволінійній траєкторії, обчислюючись за таким виразом:

Де,

THE_ç: доцентрове прискорення (м / с²)
v: швидкість (м / с)
р: радіус кругового шляху (м)

Кутове положення

Представлене грецькою літерою phi (φ), кутове положення описує дугу частини траєкторії, позначеної певним кутом.

φ = S / r

Де,

φ: кутове положення (рад)
s: положення (м)
р: радіус кола (м)

Кутове переміщення

Представлене Δφ (дельта фі), кутове зміщення визначає кінцеве кутове положення та початкове кутове положення траєкторії.

Δφ = ΔS / r

Де,

Δφ: кутове зміщення (рад)
S: різниця між кінцевим і початковим положенням (м)
р: радіус окружності (м).

Середня кутова швидкість

THE кутова швидкість, представлений грецькою літерою омега (ω), позначає кутове зміщення часовим інтервалом руху по траєкторії.

ω_м = Δφ / Δt

Де,

ω_м: середня кутова швидкість (рад / с)
Δφ: кутове зміщення (рад)
т. інтервал часу руху (с)

Слід зазначити, що тангенціальна швидкість перпендикулярна прискоренню, яке в даному випадку є доцентровим. Це тому, що воно завжди вказує на центр траєкторії і не є нульовим.

Середнє кутове прискорення

Представлене грецькою літерою альфа (α), кутове прискорення визначає кутове зміщення протягом часового інтервалу траєкторії.

α = ω / Δt

Де,

α: середнє кутове прискорення (рад / сек²)
ω: середня кутова швидкість (рад / с)
т: інтервал часу траєкторії (с)

Дивіться теж: Формули кінематики

Вправи на кругові рухи

1. (PUC-SP) Лукасу подарували вентилятор, який через 20 секунд після включення досягає частоти 300 об / хв при рівноприскореному русі.

Науковий дух Лукаса змусив його задуматися, якою буде кількість обертів лопатей вентилятора за той період часу. Використовуючи свої знання з фізики, він знайшов

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

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: г) 50 кіл.

Дивіться теж: Формули фізики

2. (UFRS) Тіло рівномірним круговим рухом виконує 20 обертів за 10 секунд. Період (в с) і частота (в с-1) руху відповідно складають:

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

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: а) 0,50 та 2,0.

Щоб отримати додаткові запитання, дивВправи з рівномірного кругового руху.

3. (Unifesp) Батько і син їздять на велосипедах і йдуть поруч з однаковою швидкістю. Відомо, що діаметр коліс на велосипеді батька вдвічі більше діаметра коліс на велосипеді сина.

Можна сказати, що колеса батькового велосипеда обертаються

а) половину частоти та кутової швидкості, з якою обертаються колеса велосипеда дитини.
б) однакові частота та кутова швидкість, з якими обертаються колеса велосипеда дитини.
в) вдвічі більшу за частоту та кутову швидкість, з якими обертаються колеса велосипеда дитини.
г) з тією ж частотою, що і колеса дитячого велосипеда, але з половиною кутової швидкості.
д) з тією ж частотою, що і колеса дитячого велосипеда, але з подвійною кутовою швидкістю.

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: а) половина частоти та кутова швидкість, з якими обертаються колеса велосипеда дитини.

Читайте теж:

• Рівномірний рух
• Рівномірний прямолінійний рух
• Кількість руху