Prędkość kątowa a prędkość kątowa: 3 szybkie fakty

 Znałeś już pojęcie prędkości i prędkość. Ale pojęcie prędkości kątowej i prędkości to wielkości fizyczne, które należy zrozumieć.

Gdy obiekt ma poruszać się po torze kołowym, który tworzy pewien kąt nazywamy ruchem kątowym. Pojęcie prędkości kątowej i prędkości kątowej są wielkościami wyprowadzonymi z ruch kątowy obiektu. Przestudiujmy szczegółowo te koncepcje.

Prędkość kątowa a prędkość kątowa

Zanim przejdziemy do omówienia porównania między prędkością kątową a prędkością kątową, przestudiujmy znaczenie prędkości kątowej i prędkości kątowej oraz wzór, który jest używany do obliczeń.

Co to jest prędkość kątowa?

Załóżmy, że obracasz kulę po orbicie kołowej, wtedy prędkość kątową można zdefiniować jak poniżej.

Prędkość kątowa jest miarą tego, jak szybko ciało zmienia swój kąt w czasie podczas obracania się po orbicie kołowej.

Wzór do obliczenia prędkości kątowej.

Aby zmierzyć prędkość kątową wirującego obiektu, musimy obliczyć liczbę obrotów, jakie ciało wykonuje w jednostce czasu. Kąt obrotu należy przyjmować w radianach.

Dla kąta prostego definiujemy radian jako π/2, który tworzy się podczas ruchu, więc dla pełnego obrotu ma radiany 2π.

Prędkość kątowa oznaczona jest symbolem ω; dana jest równaniem,

Gdzie; θ to kąt obrotu, a t to czas potrzebny na jeden obrót.

Co to jest prędkość kątowa?

Gdy obiekt obraca się po orbicie kołowej z pewną prędkością, wówczas prędkość kątową można zdefiniować tak samo, jak można zdefiniować prędkość liniową.

Tempo zmian dystans przebyty przez ciało po jednostajnej kołowej ścieżce z czasem potrzebnym na przebycie tego ciała nazywa się as Prędkość kątowa.

Formula do obliczenia prędkości kątowej.

Aby obliczyć prędkość kątową, musimy znać kierunek, w którym obraca się ciało.

Załóżmy, że obiekt obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara; wtedy prędkość kątowa jest podawana jako;

Gdzie; dθ jest zmianą przemieszczenia kątowego

dt to zmiana w czasie.

Porównanie prędkości kątowej i prędkości kątowej:

Znając różnice między prędkością kątową a prędkością kątową, można łatwo zrozumieć tę koncepcję.

Rozważmy ciało obracające się po jednorodnej orbicie kołowej o promieniu 'r'. Ciało przemieszcza się z jednej pozycji do drugiej tworząc kąt 'θ' z czasem 't'.

Prędkość kątowa dana jest wzorem;

Szybkość, z jaką ciało jest przemieszczane z jednej pozycji do drugiej, jest dana przez,

s jest przemieszczeniem, które jest niczym innym jak długością łuku koła; podane przez,

s= r|∆θ|

Teraz podstawiając wartości

Ale

 Jaka jest wielkość prędkości kątowej

Prędkość = |ω| r

Z powyższego równania wynika, że ​​prędkość kątowa to wielkość prędkości kątowej i promień drogi, po której porusza się obiekt.

Niektóre rozwiązywały problemy.

A piłka kręci się po torze kołowym z określoną prędkością. It obraca się π radiany na każde 6 sekund. Cobliczyć prędkość obrotową.

Rozwiązanie:

       Prędkość jest podana

Obrót na sekundę wynosi 1/6 , prędkość jest podawana jako

tj,. ω = 6π rad/sek.

Opona obraca się po orbicie kołowej o promieniu 12 cm. Kąt obrotu wynosi 9 radianów na każde 3 sekundy. Dowiedz się, jaka jest prędkość kątowa?

Rozwiązanie:

Prędkość kątowa jest podana przez;

Aby uzyskać pełny obrót, obrót opony wynosi 360°. Stąd rewolucja w radianach 2π.

ω = 6π rad/sek.

Tarcza o średnicy 25m obraca się z prędkością 16m/s. Oblicz prędkość kątową opony.

Rozwiązanie:

        Dane: Średnica opony = 25m

                    Promień jest podany przez

ω = 1.28 jednostek/sek.

Oblicz prędkość Ziemi, której obrót wokół Słońca zajmuje 365 dni.

Rozwiązanie:

          Ziemia zajmuje 365 dni = t = 365 × 24 × 60 × 60

                                                   t = 31536000 sek.

Ponieważ Ziemia krąży po orbicie kołowej, dla jednego pełnego obrotu potrzeba 2π radianów.

Prędkość kątowa wynosi

ω = 1.99 × 10^-4 jednostki/sek.

Fczęsto zadawane pytania.

Co oznacza pseudowektor?

Gdy wielkość fizyczna ma zarówno wielkość, jak i kierunek, mówi się, że jest ona wektorem.

Pseudo wektory mają również zarówno wielkość, jak i kierunek. Ale zmienia swoją orientację, gdy zmieniają się osie współrzędnych.

Jak prędkość kątowa zależy od kierunku?

Prędkość kątowa działa w kierunku osi obrotu.

Jeżeli prędkość działa w kierunku osi obrotu, obiekt poddaje się rotacji w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeżeli prędkość działa przeciwnie do osi obrotu, obiekt poddaje się rotacji w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Jak prędkość kątowa pozostaje stała w ruchu kołowym?

Prędkość ciała pozostaje taka sama, nawet jeśli kierunek może się zmienić.

Kiedy ciało jest poddawane ruchowi okrężnemu, kierunek ciała może się zmieniać. Ponieważ jest to wielkość wektorowa, wielkość równoważy zmianę położenia, a prędkość kątowa pozostaje stała.     

Jak siła dośrodkowa wpływa na prędkość kątową?

Siła dośrodkowa działa prostopadle do prędkości wzdłuż toru kołowego.

Siła tarcia przyczynia się do siły dośrodkowej, która jest równa prędkości kątowej. Im większa siła dośrodkowa, tym mniejszy będzie promień, ale prędkość pozostanie taka sama.

Czy promień zmienia prędkość kątową ciała?

Promień nie powoduje żadnej zmiany prędkości kątowej.

Prędkość kątowa jest taka sama w każdym punkcie toru kołowego, ale nie prędkość liniowa. Dzieje się tak dlatego, że poruszające się ciało porusza się pod tym samym kątem w tym samym czasie w każdym punkcie jednostajnego toru kołowego.

Kiedy prędkość kątowa staje się ujemna?

Jeśli obiekt obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, to prędkość staje się ujemna.

Znak wektora prędkości zależy od układu współrzędnych. Prędkość staje się ujemna tylko wtedy, gdy obiekt porusza się od lewej do prawej osi współrzędnych. 

Przeczytaj także:

• Prędkość pozioma a prędkość pozioma
• Prędkość chwilowa a prędkość
• Jaka jest prędkość pozioma pocisku?
• Jaka jest początkowa prędkość pozioma pocisku
• Czy prędkość może być ujemna?
• Współczynnik oporu i prędkość
• Zerowa średnia prędkość
• Co to jest prędkość odbicia
• Rpm do prędkości kątowej
• Wykres czasu położenia do wykresu czasu prędkości