Vận tốc góc là gì và làm thế nào nó được tính?

Thông thường, khi người ta nói về di chuyển, chúng ta tưởng tượng một vật chuyển động trên một đường thẳng. Tốc độ của phong trào này được gọi là tuyến tính, và việc tính toán giá trị trung bình của nó là đơn giản: nó cũng đủ để tìm ra tỷ số giữa khoảng cách di chuyển vào thời điểm mà nó bị khống chế bởi cơ thể. Nếu đối tượng được di chuyển dọc theo chu vi, trong trường hợp này không còn xác định bởi tuyến tính và vận tốc góc. Những loại giá trị và làm thế nào nó được tính? Đây chỉ sẽ nói trong bài viết này.

Vận tốc góc: các khái niệm và công thức

Khi điểm khối di chuyển vào tốc độ chu chuyển động của nó có thể được đặc trưng bởi góc quay của bán kính kết nối các đối tượng chuyển động với trung tâm của vòng tròn. Rõ ràng là con số này liên tục thay đổi tùy thuộc vào thời điểm đó. Tốc độ nhanh chóng mà quá trình này xảy ra, và không có khác hơn so với vận tốc góc. Nói cách khác, tỷ số giữa độ lệch của vector bán kính của đối tượng với độ dài của thời gian nó đã thực hiện luân chuyển đối tượng này. Công thức vận tốc góc (1) có thể được viết dưới dạng:

w = φ / t, trong đó:

φ - chuyển phạm vi góc,

t - thời gian quay.

Đơn vị đo lường

Trong hệ thống quốc tế của các đơn vị truyền thống (SI) cho các đặc tính của lượt làm radian sử dụng. Do đó, 1 rad / s - đơn vị cơ bản, được sử dụng trong việc tính toán vận tốc góc. Cùng lúc đó, không ai cấm việc sử dụng các độ (lưu ý rằng một rad bằng 180 / pi, hoặc 57˚18 '). Ngoài ra, vận tốc góc có thể được thể hiện bằng số vòng quay mỗi phút hay mỗi giây. Nếu phong trào diễn ra thống nhất xung quanh chu vi, giá trị này có thể được tìm thấy từ công thức (2):

w = 2π * n,

trong đó n - tốc độ.

Nếu không, cũng giống như được thực hiện cho tốc độ bình thường, tính toán tốc độ góc trung bình hoặc tức thời. Cần lưu ý rằng ở trên là một đại lượng vectơ. Để xác định hướng của nó thường sử dụng quy tắc bàn tay phải, mà thường được sử dụng trong vật lý. Các góc trỏ vector vận tốc theo cùng một hướng, trong đó phong trào về phía trước của trục vít từ sợi bên tay phải. Nói cách khác, nó được định hướng theo trục xung quanh mà cơ thể, theo hướng mà từ đó xoay được nhìn thấy lần xảy ra chống chiều kim đồng hồ.

ví dụ về tính toán

Giả sử bạn muốn để xác định tuyến tính và vận tốc góc của bánh xe là gì, nếu nó được biết rằng đường kính của nó là tương đương với một mét, và những thay đổi góc quay phù hợp với pháp luật φ = 7t. Chúng tôi sử dụng công thức đầu tiên của chúng tôi:

w = φ / t = 7t / t = 7 s ^-1.

Đây là vận tốc góc theo yêu cầu. Bây giờ chúng ta hãy đi tìm ra tốc độ bình thường, chúng tôi di chuyển. Như bạn đã biết, v = s / t. Cho rằng là trong trường hợp của chúng tôi - một chu vi của bánh xe (l = 2π * r), và 2π - một cuộc cách mạng đầy đủ, sau đây thu được:

v = 2π * r / t = w * r = 7 * 0,5 = 3,5 m / s

Dưới đây là một nhiệm vụ về chủ đề này. Được biết, bán kính của trái đất tại đường xích đạo là tương đương với 6370 km. Cần thiết để xác định tốc độ tuyến tính và góc của chuyển động của điểm trên song song này, mà xảy ra như là kết quả của sự quay của hành tinh chúng ta trên trục của nó. Trong trường hợp này, chúng ta cần một công thức thứ hai:

w = 2π * n = 3.14 * * 2 (1 / ( 24 * 3600)) = 7,268 * 10 -5 rad / s.

Nó vẫn còn để xác định vận tốc tuyến tính là gì: v = w * r = 7268 * 10 * ⁵ 6370 * 1000 = 463 m / s.