7 exemples de moviment circular uniformement canviant
1. Una hèlix que inicialment està en repòs gira amb una acceleració angular constant de 2 rad/s.2Determineu l'acceleració angular i la velocitat angular de l'hèlix 2 segons després. Expresseu-les en radians i segons.
Discussió
És conegut :
Preguntat : acceleració angular i velocitat angular després de 2 segons
11 exemples de problemes de moviment circular uniforme
1. Una partícula es mou en un cercle amb una velocitat angular constant de 10 rad/s. Determineu (a) la velocitat angular de la partícula després de 10 segons (b) l'angle subtendit per la partícula després de 10 segons.
Discussió
(a) velocitat angular després de 10 segons
L'acceleració és una magnitud vectorial, una magnitud física que té magnitud i direcció. El seu símbol és una ( acceleració ). La seva unitat internacional són metres per segon al quadrat, abreujats m/ s².
Acceleració mitjana
Exemple de problemes.
Un cotxe que inicialment roman aturat durant 5 segons i després es mou cap a l'est a una velocitat de 10 m/s. Determineu l'acceleració mitjana.
Discussió
Si empenyes un llibre sobre una taula fins que es mou, estàs fent treball sobre el llibre. Quan un objecte cau a la superfície de la terra perquè és atret per la força de la gravetat , la força de la gravetat sí que fa treball sobre l'objecte. Per contra, si empenyes un objecte amb totes les teves forces fins que et xops de suor però l'objecte no es mou, no has fet treball sobre l'objecte. A la vida quotidiana, es diu que has fet treball o treball dur empenyent un objecte, però segons la física, no has fet treball sobre l'objecte perquè l'objecte no experimenta desplaçament (l'objecte no canvia de lloc).
Material de moment angular
La cosa que fa moviment recte té un momentum que es pot calcular mitjançant la fórmula:
p = mv
Informació:
p = momentum (la unitat internacional és quilogram metre/segon, abreujat kg m/s)
m = massa (la unitat internacional és quilogram, abreujat kg)
v = velocitat (la unitat internacional és metre/segon, abreujada m/s)
La magnitud física en moviment de rotació que és idèntica a la massa (m) en moviment rectilini és moment d'inèrcia (I). La magnitud física en moviment de rotació que és idèntica a la velocitat (v) en moviment rectilini és velocitat angularAixí, un objecte en rotació té un moment que es pot calcular mitjançant la fórmula:
Material del moment d'inèrcia
Hi ha dos objectes, un dels quals té una massa petita i l'altre té una massa més gran. Quin objecte és més fàcil de moure si s'empeny amb la mateixa força? El fet demostra que els objectes amb una massa més petita són més fàcils de moure que els objectes amb una massa més gran. Per tant, la mida de la massa de l'objecte determina la mida de l'acceleració de l'objecte si s'aplica una força. Si en moviment rectilini, la massa d'un objecte determina si un objecte és fàcil o difícil de moure (accelerar), aleshores en moviment de rotació, el moment d'inèrcia d'un objecte determina si un objecte és fàcil o difícil de moure.
Material del moment de força (parell)
Estil Arms
Considereu un objecte giratori, com ara una porta. Quan la porta s'obre o es tanca, gira. La frontissa que connecta la porta a la paret actua com a eix de rotació.
Imatge de la porta vista des de dalt. Considerem un exemple on una porta s'empeny amb dues forces, on ambdues forces tenen la mateixa magnitud i direcció; la direcció de la força és perpendicular a la porta.
Prèviament has estudiat la segona llei de Newton, que s'expressa mitjançant l'equació:
Aquesta equació explica la relació entre la força resultant, també coneguda com a força neta, i la massa i l'acceleració. La força resultant que actua sobre un objecte amb massa fa que l'objecte acceleri.
Aquesta vegada introduirem una altra forma de la segona llei de Newton, que explica la relació entre la força resultant i els canvis de moment.
La velocitat és una magnitud vectorial, mentre que la velocitat és una magnitud escalar. La velocitat té magnitud i direcció, mentre que la velocitat només té magnitud. La unitat internacional és metres per segon, abreujat m/s o ms -1 . El seu símbol és v ( velocitat ).
Velocitat mitjana i velocitat mitjana
Estudia també exemples de velocitat tangencial i velocitat angular.
Si un objecte gira en sentit horari i completa una rotació (360o) en 1 segon, la velocitat angular de totes les parts del ventilador és 1 rotació/segon = 360 o /segon = 6,28 radians/segon i la direcció de la velocitat angular és en sentit horari. Si el radi del ventilador és de 20 cm, la vora del ventilador es mou en un cercle amb una velocitat de (2)(3,14)(20 cm) / 1 segon = 125,6 cm/s = 1,256 m/s. Un punt a 1 cm (0,01 m) de l'eix es mou en un cercle amb una velocitat de (2)(3,14)(1 cm) / 1 segon = 6,28 cm/s = 0,0628 m/s. Com més petita sigui r, més petita serà la velocitat. En el moviment circular , la velocitat normalment s'anomena velocitat tangencial. S'anomena tangencial perquè la direcció de la velocitat sempre és tangencial a la trajectòria circular.