🤔 ОпределениеУгловая скорость – векторная единица, определяющая скорость и путь перемещения абсолютно твердого тела или материальной точки касательно центра ее движения.
Вектор является скользящей величиной. Иными словами, под данным термином подразумевается быстрота движения точки, перемещающейся по круговой траектории, к которой из центра вращения приближаются радиусы, образующие определенный угол. Величина демонстрирует, на какой угол разворачивается тело за временной промежуток. Значение угла определяется в радианах. Положительным будет значение, если угол отложить против часовой стрелки. Он всегда направляется вдоль оси вращения. При положительном значении быстроты направления векторов совпадают, при отрицательном – являются противоположными.
Ускорение – величина, способная вычислить быстроту преобразования скорости тела, иными словами, единица представляет собой первую производную от значения скорости перемещения по времени; вторую производную от значения угла поворота за временной промежуток.
Принято выделять два понятия, напрямую сопряженные с перемещением абсолютно твёрдого тела по окружности. Речь идет об ускоренном вращении - о таком виде вращения, когда угловая скорость, ее модуль увеличиваются в дальнейшем. Векторы направлены в одну сторону. Второе понятие – замедленное вращение – контрастно предыдущему, представляет собой вращение, во время которого скорость (ее модуль) снижается. В этой ситуации векторы имеют противоположное направление.
Величина относится к псевдовекторной физической единице, приравненной к первой производной от псевдовектора угловой скорости по времени. Величина характеризует насыщенность изменения модуля и ориентацию быстроты в процессе передвижения плотного тела. Вектор единицы размещается по оси вращения. Если движение ускорено, то векторы совпадают, при замедленном перемещении становятся противоположными. В первом случае вращение будет ускоряться, а во втором – замедляться.
Физическая единица способна трансформироваться как за счет преобразования линейной скорости во время перемещения, так и при повороте в пространстве оси вращения.
Если перемещение тела станет неравномерным возле недвижимой оси, значение быстроты поменяется только по величине, по направлению останется постоянной.Если при постоянном вращении за определенный временной отрезок угловой скорости придать приращение, то и линейная единица обретёт приращение. Под средним угловым ускорением принято понимать отношение преобразования угловой скорости к временной единице, за который данное изменение случилось.
Мгновенное ускорение численно приравнивается к первой производной угловой скорости за временной отрезок или ко второй производной углового перемещения по времени.
Закон равномерного вращения
Если угловая скорость за весь временной интервал вращения тела останется неизменной величиной (константой), то вращение будет называться равномерным. Уравнение вращения будет выглядеть следующим образом:
Фото: https://amperof.ru/wp-content/uploads/2019/04/kartinka-3.-formula-uglovoj-skorosti.gif
Угловую скорость принято определять в радиан в секунду. При разборе ряда практических задач требуется перевод в другие величины. Измерить показатель поможет тахометр. Используются аналоговые или цифровые приборы. Чтобы определить эту единицу стоит знать радиус окружности перемещения тела и линейную быстроту его пути. Второй показатель необходимо разделить на первый.
Перевод величины в различные единицы вращения может понадобиться в процессе исследования вращательного перемещения твердых тел, осуществляющихся по окружности.
Частота вращения нередко определяется в оборотах в минуту. Один виток соответствует 2 π радиан. Чтобы осуществить перевод частоты перемещения в угловую скорость, разумно обратиться к формуле:
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Как было сказано выше, величина представляет собой физическую единицу, характеризующую направление и быстроту перемещения материальной точки или абсолютно твердого тела. Величина является постоянной, рассчитывает значение угла, на который разворачивается тело за определенную временную единицу. В этой ситуации она называется циклической или круговой частотой.
Для более понятного объяснения физических единиц предлагаем обратиться к решению практических задач. Можем здесь рассмотреть единицы, связанные с движением тела по окружности.
Задача 1. Автомобиль массой 1 тонна движется по дороге. Определить возможную максимальную скорость при движении на повороте, радиус которого составляет 100 метров, чтобы автомобиль не занесло. Сила трения составляет 4 кН.
Решение.
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Изображение: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Задание 2. Определить линейную скорость тела, перемещающееся по окружности с радиусом 40 м. Ускорение соответствует 2,5 м/с2 ?
Решение.
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Задание 3. Вентилятор имеет постоянную скорость вращения. За две минуты он набирает 2400 оборотов. Необходимо рассчитать линейную скорость точки, располагающейся на краю лопасти, в 10 сантиметрах от оси вращения; частоту вращения вентилятора и период обращения.
Решение.
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Задание 4. Скорость велосипедиста составляла 25,2 километров в час. Необходимо выяснить, какое количество оборотов совершило колесо за 10 минут. Диаметр колеса составляет 70 сантиметров.
Решение.
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Задание 5.Имеется окружность радиусом 40 метров. По ней передвигается тело с ускорением, величина которого достигает три метра на секунду в квадрате. Необходимо определить линейную скорость тела.
Решение. В этой задаче говорится о нормальном ускорении. Для ответа на вопрос достаточно использование одной формулы.
Фото: https://uchitel.pro/задачи-на-движение-тела-по-окружности/
Ответ: 10,9 м/с
Изучение физической темы максимально приближено к жизни, что и позволило доказать решение практических задач. Решение сложных вопросов может наглядно представить различные жизненные ситуации. Задачи требуют не только четкого знания формул, но и внимательности: только при учете всех нюансов возможно правильное решение. Необходимо помнить постоянные величины и варианты взаимодействия физических единиц.
