Vahid dairəvi hərəkət

Vahid dairəvi hərəkət haqqında məqalə

Gündəlik həyatda tez-tez vahid dairəvi hərəkət edən cisimlərlə qarşılaşırıq. Vahid dairəvi hərəkət edən cismin bir nümunəsi analoq saatdakı ikinci əqrəb, dəqiqə əqrəbi və saat əqrəbidir. İkinci əqrəb həmişə 60 saniyə (bir dəqiqə) ərzində 360 ^° bucaq altında fırlanır və ya bir saniyə ərzində 6 ^° bucaq altında fırlanır. Dəqiqə əqrəbi həmişə 60 dəqiqə (bir saat) ərzində 360 ^° bucaq altında fırlanır və ya bir dəqiqə ərzində 6 ^{° bucaq altında fırlanır. Saat əqrəbi də həmişə 24 saat (bir gün) ərzində 360}^° fırlanır . Əgər bir cisim ikinci əqrəb, dəqiqə əqrəbi və ya saat əqrəbi kimi müntəzəm bir dairədə hərəkət edirsə, deməli, cisimlər dairəvi hərəkət edir. Dairəvi hərəkət edən cisimlərə nümunələr düşünə bilərsinizmi?

Vahid dairəvi hərəkətin tərifi

Vahid dairəvi hərəkətin iki mənası var. Birincisi, cisim dairəvi hərəkət etdiyi müddətcə cismin sürəti həmişə sabitdirsə və ya cismin hər bir hissəsinin sürəti həmişə sabitdirsə, qeyri-bərabər dairəvi hərəkət etdiyi deyilir. İkincisi, cismin bucaq sürəti həmişə sabitdirsə, cismin vahid dairəvi hərəkət etdiyi deyilir. Bucaq sürəti vektor kəmiyyətidir. Buna görə də, bucaq sürəti bucaq sürətinin böyüklüyündən və istiqamətindən ibarətdir. Vahid dairəvi hərəkətin mənasını daha yaxşı başa düşmək üçün aşağıdakı təsvirə baxın.

Bucaq sürəti (ω) sabitdir

Analoq divar saatında ikinci iynəyə nəzər salın. İkinci iynə fırlandıqda, ikinci iynəyin bütün hissələri, həm ucunda, həm ortasında, həm də oxun yaxınlığında yerləşən hissələr birlikdə fırlanır. İkinci iynəyin bütün hissələri birlikdə fırlandığı üçün, ikinci iynə 360 ^o (bir dövr) bucaq altında fırlandıqda, ikinci əqrəbin bütün hissələri də 360 ^{o (bir dövr) bucaq altında fırlanır. İkinci iynə 60 saniyə (bir dəqiqə) ərzində 36}^o (bir dövr) bucaq altında fırlandıqda , ikinci iynəyin bütün hissələri də 360 ^o bucağı 60 saniyə (bir dəqiqə) ərzində fırlayır.

İkinci iynənin bucaq sürəti 6 ^o /s-dir.

ω = bucaq sürəti, θ = bucaq, t = zaman

İkinci iynənin bucaq sürəti həmişə 6 ^o /s-dir və ikinci iynənin bucaq sürətinin (fırlanma istiqaməti) istiqaməti həmişə sabitdir.

Sürət (v) sabitdir

İkinci iynə 60 saniyə (bir dəqiqə) fırlandıqda, ikinci iynəyin oxa yaxın və ya oxdan uzaq olan bütün hissələri də 60 saniyə (bir dəqiqə) fırlanır. İkinci iynəyin bütün hissələrinin zaman intervalı eyni, yəni 60 saniyə olsa da, ikinci iynəyin hər hissəsindən keçən trayektoriyanın uzunluğu dəyişir. İkinci iynəyin oxa yaxın olan hissəsi daha qısa trayektoriyaya malikdir, ikinci iynəyin oxdan uzaq olan hissəsi isə daha uzun trayektoriyaya malikdir.

v = sürət, d = uzunluq, t = zaman intervalı, T = dövr (bir dövrəni döndərmək üçün lazım olan vaxt), r = fırlanma oxundan məsafə.

Sürət düsturuna əsasən belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, ikinci iynənin hər hissəsinin sürəti onun fırlanma oxundan (r) məsafəsindən asılıdır. Oxdan nə qədər uzaq (böyük) olarsa, sürət də bir o qədər böyükdür. İynənin hər hissəsinin sürəti fərqli olsa da, iynənin hər hissəsinin sürəti həmişə sabitdir.

Mərkəzdənqaçma sürətlənməsi

Dairəvi hərəkətdə iki növ təcil mövcuddur: bucaq sürətlənməsi və xətti təcillənmə. Bucaq sürətlənməsi bucaq sürəti (bucaq sürəti) və ya bucaq sürətinin istiqaməti dəyişdikdə baş verir. Xətti əvəzinə, sürətlənmə sürətin sürəti və ya istiqaməti dəyişdikdə baş verir. Vahid dairəvi hərəkətdə bucaq sürəti və bucaq sürətinin istiqaməti həmişə sabitdir. Buna görə də, vahid dairəvi hərəkətdə bucaq sürəti yoxdur. Vahid dairəvi hərəkətdə yalnız sürət həmişə sabitdir. Sürətin istiqaməti daim dəyişir və ya sabit deyil. Xətti sürətin istiqaməti daim dəyişdiyindən, vahid dairəvi hərəkətdə xətti təcil olmalıdır.

Sürət istiqamətindəki dəyişikliklər səbəbindən baş verən təcil mərkəzdənqaçma sürətlənməsi adlanır. Mərkəzdənqaçma sürətlənməsinə radial sürətlənmə də deyilir. Mərkəzdənqaçma sürətlənməsi və ya radial sürətlənmə xətti sürətlənmənin bir növüdür. Mərkəzdənqaçma sürətlənməsi vektor kəmiyyətidir. Buna görə də, mərkəzdənqaçma sürətlənməsinin böyüklüyü və istiqaməti var.

Mərkəzdənqaçma sürətlənməsinin böyüklüyü:

Vahid dairəvi hərəkət 3 Vahid dairəvi hərəkət 4

a _c = mərkəzdənqaçma təcillənmənin böyüklüyü

v = sürət

r = oxdan məsafə

ω = bucaq sürəti

Vahid dairəvi hərəkət haqqında konseptual suallar və cavablar

Sual: Vahid dairəvi hərəkət nə deməkdir? Cavab: Vahid dairəvi hərəkət, dairəvi yolda sabit sürətlə hərəkət edən bir cismin hərəkətini ifadə edir.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə olan cisim hansı sürətlənməni yaşayır? Cavab: Vahid dairəvi hərəkətdə olan cisim, həmişə dairəvi yolun mərkəzinə yönəlmiş mərkəzdənqaçma təcil yaşayır.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə cismin sürəti necə dəyişir? Cavab: Vahid dairəvi hərəkətdə sürətin böyüklüyü sabit qalır, lakin istiqaməti davamlı olaraq dəyişir, buna görə də sürət sabit deyil.
Sual: Mərkəzdənqaçma təcilinin böyüklüyü üçün düsturu yazın və izah edin. Cavab: Mərkəzdənqaçma təcilinin böyüklüyü üçün düstur a = v²/r-dir, burada v cismin sürəti, r isə dairəvi yolun radiusudur. Bu düstur təcilin sürətin kvadratı ilə düz mütənasib və radiusla tərs mütənasib olduğunu göstərir.
Sual: Günəş ətrafında fırlanan planetlər üçün mərkəzdənqaçma qüvvəsini nə təmin edir? Cavab: Planetlə Günəş arasındakı cazibə qüvvəsi, planetin öz orbitində hərəkət etməsini təmin edən mərkəzdənqaçma qüvvəsini təmin edir.
Sual: Planet elliptik orbitində Günəşə yaxınlaşdıqca sürəti ilə nə baş verər? Cavab: Keplerin ikinci qanununa (sahələr qanunu) görə, planet Günəşə daha yaxın olduqda daha sürətli, uzaqlaşdıqda isə daha yavaş hərəkət edir.
Sual: Dairəvi bir yolda hərəkət edən cisim üçün mərkəzdənqaçma qüvvəsi hansı ssenaridə sıfıra bərabər olur? Cavab: Əgər cisim dairəvi yolundan azad olarsa, mərkəzdənqaçma qüvvəsi sıfıra bərabər olur, çünki artıq cismi mərkəzə doğru çəkən heç bir qüvvə qalmır.
Sual: Əyri xətt üzrə hərəkət edən avtomobilin vahid dairəvi hərəkətində sürtünmə qüvvəsi hansı rol oynayır? Cavab: Avtomobil əyri yolda hərəkət edərkən, təkərlər və yol arasındakı sürtünmə, avtomobilin dairəvi yolda hərəkət etməsi üçün lazımi mərkəzdənqaçma qüvvəsini təmin edir.
Sual: Bir cisim vahid dairəvi hərəkətdə tarazlıqda ola bilərmi? Cavab: Xeyr, vahid dairəvi hərəkətdə olan cisim tarazlıqda deyil, çünki ona təsir edən xalis qüvvə (mərkəzdənqaçma qüvvəsi) və sürətinin istiqamətində sabit bir dəyişiklik var.
Sual: Dairəvi traektoriyanın istənilən nöqtəsində sürət vektorunun istiqaməti nədir? Cavab: Dairəvi yolun istənilən nöqtəsində sürət vektoru dairəyə və hərəkət istiqamətində toxunur.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə olan cismin mərkəzdənqaçma sürətlənməsini necə artırmaq olar? Cavab: Mərkəzdənqaçma sürətlənməsi cismin sürətini artırmaqla və ya dairəvi yolun radiusunu azaltmaqla artırıla bilər.
Sual: Bir cismin sabit sürətə malik olması, lakin yenə də sürətlənməsi mümkündürmü? Vahid dairəvi hərəkətə istinadən izah edin. Cavab: Bəli, vahid dairəvi hərəkətdə cisim sabit sürətlə hərəkət edir, lakin onun sürəti sabit deyil, çünki istiqaməti davamlı olaraq dəyişir. Sürətdəki dəyişiklik təcillənməni (mərkəzdənqaçma təcillənmə) nəzərdə tutur.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə olan cisim üzərində mərkəzdənqaçma qüvvəsi tərəfindən görülən hər hansı bir iş varmı? Cavab: Xeyr, mərkəzdənqaçma qüvvəsinin gördüyü iş sıfırdır, çünki qüvvə hərəkət istiqamətinə perpendikulyardır və iş hərəkət istiqamətindəki qüvvənin komponenti kimi müəyyən edilir.
Sual: Əgər mərkəzdənqaçma qüvvəsi qəfildən yox olarsa, dairəvi hərəkət edən cismə nə baş verir? Cavab: Əgər mərkəzdənqaçma qüvvəsi qəfildən yoxa çıxarsaydı, cisim Nyutonun birinci hərəkət qanununa uyğun olaraq dairəvi yola toxunan düz bir xətt üzrə hərəkət edərdi.
Sual: Mərkəzdənqaçma qüvvəsinin düsturu nədir? Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsinin düsturu F = mv²/r-dir, burada m cismin kütləsi, v sürəti və r dairəvi yolun radiusudur.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə cismin kütləsi mərkəzdənqaçma qüvvəsinə necə təsir edir? Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi cismin kütləsi ilə düz mütənasibdir. Sürət və radius sabit qaldığı təqdirdə kütlə artarsa, mərkəzdənqaçma qüvvəsi də artacaq.
Sual: Dönmə dövrü vahid dairəvi hərəkətdə cismin kütləsindən asılıdırmı? Cavab: Xeyr, fırlanma dövrü cismin kütləsindən asılı deyil. Bu, yalnız cismin sürətindən və dairəvi yolun radiusundan asılıdır.
Sual: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə mərkəzdənqaçma qüvvəsi arasındakı fərq nədir? Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi dairənin mərkəzinə doğru hərəkət edən və dairəvi hərəkətə səbəb olan real qüvvədir. Digər tərəfdən, mərkəzdənqaçma qüvvəsi fırlanan istinad sistemində müşahidə edilən və fırlanma mərkəzindən kənara, xaricə təsir edən uydurma qüvvədir.
Sual: Niyə mərkəzdənqaçma qüvvəsi vahid dairəvi hərəkətdə heç bir iş görmür? Cavab: Mərkəzdənqaçma qüvvəsi vahid dairəvi hərəkətdə heç bir iş görmür, çünki qüvvə həmişə cismin yerdəyişməsinə perpendikulyardır. İş qüvvə və yerdəyişmənin nöqtəvi hasili olduğundan və 90 dərəcənin kosinusu sıfır olduğundan, heç bir iş görülmür.
Sual: Vahid dairəvi hərəkətdə cismin sürəti dəyişə bilərmi? Cavab: Vahid dairəvi hərəkətdə cismin sürəti sabitdir. Lakin, sürət dəyişsəydi, artıq vahid dairəvi hərəkət hesab olunmazdı. Bunun əvəzinə, həm mərkəzdənqaçma, həm də tangensial təcillənməni əhatə edən qeyri-vahid dairəvi hərəkət hesab olunardı.