Symudiad cylchol unffurf

Erthygl am y symudiad cylchol unffurf

Ym mywyd beunyddiol, rydym yn aml yn dod ar draws gwrthrychau sy'n symud mewn mudiant cylchol unffurf. Un enghraifft o wrthrych sy'n mynd trwy symudiad cylchol unffurf yw'r ail nodwydd, y nodwydd funud, a nodwydd y cloc ar y cloc analog. Mae'r ail nodwydd bob amser yn cylchdroi ar ongl o 360 ^° am 60 eiliad (un funud) neu'n cylchdroi ar ongl 6 ^° am un eiliad. Mae'r nodwydd funud bob amser yn cylchdroi ar ongl 360 ^° am 60 munud (un awr) neu'n cylchdroi ar ongl 6 ^° am un funud. Mae nodwydd awr hefyd bob amser yn cylchdroi 360 ^° am 24 awr (un diwrnod). Os yw gwrthrych yn symud mewn cylch rheolaidd fel ail nodwydd, nodwydd funud, neu nodwydd cloc yna dywedir bod y gwrthrychau'n gwneud y symudiad cylchol. Allwch chi feddwl am enghreifftiau o wrthrychau sy'n symud mewn symudiad cylchol?

Diffiniad o symudiad crwn unffurf

Mae gan symudiad cylchol unffurf ddau ystyr. Yn gyntaf, dywedir bod gwrthrych yn gwneud symudiad cylchol anunffurf os yw cyflymder y gwrthrych bob amser yn gyson neu os yw cyflymder pob rhan o'r gwrthrych bob amser yn gyson, cyn belled â'i fod yn symud mewn cylch. Yn ail, dywedir bod gwrthrych yn gwneud symudiad cylchol unffurf os yw cyflymder onglog y gwrthrych bob amser yn gyson. Mae cyflymder onglog yn faint fector. Felly, mae cyflymder onglog yn cynnwys maint a chyfeiriad y cyflymder onglog. I ddeall ystyr y symudiad cylchol unffurf yn well, edrychwch ar y darlun canlynol.

Mae cyflymder onglog (ω) yn gyson

Adolygwch yr ail nodwydd ar gloc wal analog. Pan fydd yr ail nodwydd yn cylchdroi, mae pob rhan o'r ail nodwydd, y rhai sydd wedi'u lleoli ar y diwedd, yn y canol, a ger yr echelin, yn cylchdroi gyda'i gilydd. Gan fod pob rhan o'r ail nodwydd yn cylchdroi gyda'i gilydd, yna pan fydd yr ail nodwydd yn cylchdroi ar ongl o 360 ^o (un chwyldro), mae pob rhan o'r ail law hefyd yn cylchdroi ar ongl o 360 ^o (un chwyldro). Pan fydd yr ail nodwydd yn cymryd ongl o 36 ^o (un chwyldro) am 60 eiliad (un funud), mae pob rhan o'r ail nodwydd hefyd yn cylchdroi'r ongl o 360 ^o am 60 eiliad (un funud).

Cyflymder onglog yr ail nodwydd yw 6 ^o /s.

ω = cyflymder onglog, θ = ongl, t = amser

Mae cyflymder onglog yr ail nodwydd bob amser yn 6 ^o /s ac mae cyfeiriad cyflymder onglog (cyfeiriad cylchdroi) yr ail nodwydd bob amser yn gyson.

Mae cyflymder (v) yn gyson

Pan fydd yr ail nodwydd yn cylchdroi am 60 eiliad (un funud), mae pob rhan o'r ail nodwydd, naill ai'n agos at yr echelin neu'n bell o'r echelin, hefyd yn cylchdroi am 60 eiliad (un funud). Er bod y cyfwng amser ar gyfer pob rhan o'r ail nodwydd yr un fath, h.y. 60 eiliad, mae hyd y llwybr sy'n mynd trwy bob rhan o'r ail nodwydd yn amrywio. Mae gan y rhan o'r ail nodwydd sy'n agos at yr echelin lwybr byrrach, tra bod gan y rhan o'r ail nodwydd sy'n bell o'r echelin lwybr hirach.

v = cyflymder, d = hyd, t = cyfwng amser, T = cyfnod (yr amser sydd ei angen i gylchdroi un rownd), r = pellter o echel y cylchdro.

Yn seiliedig ar fformiwla'r cyflymder, gellir dod i'r casgliad bod cyflymder pob rhan o'r ail nodwydd yn dibynnu ar ei bellter o echelin y cylchdro (r). Po bellaf o'r echelin (mwyaf), y mwyaf yw'r cyflymder. Er bod cyflymder pob rhan o'r nodwydd yn wahanol, mae cyflymder pob rhan o'r nodwydd bob amser yn gyson.

Cyflymiad centripetal

Mae dau fath o gyflymiad mewn mudiant cylchol, sef cyflymiad onglog a chyflymiad llinol. Mae cyflymiad onglog yn digwydd pan fydd y cyflymder onglog (cyflymder onglog) neu gyfeiriad y cyflymder onglog yn newid. Yn lle llinol, mae cyflymiad yn digwydd pan fydd y cyflymder neu gyfeiriad y cyflymder yn newid. Yn y mudiant cylchol unffurf, mae'r cyflymder onglog a chyfeiriad y cyflymder onglog bob amser yn gyson. Felly, nid oes cyflymiad onglog yn y mudiant cylchol unffurf. Yn y mudiant cylchol unffurf, dim ond cyflymder sydd bob amser yn gyson. Mae cyfeiriad y cyflymder yn newid yn gyson neu nid yw'n gyson. Oherwydd bod cyfeiriad y cyflymder llinol yn newid yn gyson, rhaid bod cyflymiad llinol yn y mudiant cylchol unffurf.

Gelwir cyflymiad sy'n digwydd oherwydd newidiadau yng nghyfeiriad y cyflymder yn gyflymiad centripetal. Gelwir cyflymiad centripetal hefyd yn gyflymiad rheiddiol. Mae cyflymiad centripetal neu gyflymiad rheiddiol yn fath o gyflymiad llinol. Mae cyflymiad centripetal yn faint fector. Felly, mae gan gyflymiad centripetal faint a chyfeiriad.

Maint y cyflymiad centripetal:

Symudiad cylchol unffurf 3 Symudiad cylchol unffurf 4

a _c = maint y cyflymiad centripetal

v = cyflymder

r = pellter o'r echelin

ω = cyflymder onglog

Cwestiynau ac atebion cysyniadol am symudiad cylchol unffurf

Cwestiwn: Beth yw ystyr symudiad cylchol unffurf? Ateb: Mae symudiad cylchol unffurf yn cyfeirio at symudiad gwrthrych sy'n symud ar gyflymder cyson mewn llwybr cylchol.
Cwestiwn: Pa fath o gyflymiad mae gwrthrych mewn mudiant crwn unffurf yn ei brofi? Ateb: Mae gwrthrych mewn mudiant cylchol unffurf yn profi cyflymiad mewngyrchol sydd bob amser wedi'i gyfeirio tuag at ganol y llwybr cylchol.
Cwestiwn: Sut mae cyflymder gwrthrych mewn mudiant cylchol unffurf yn newid? Ateb: Mewn mudiant cylchol unffurf, mae maint y cyflymder yn aros yn gyson, ond mae ei gyfeiriad yn newid yn barhaus, felly nid yw'r cyflymder yn gyson.
Cwestiwn: Nodwch ac esboniwch y fformiwla ar gyfer maint y cyflymiad centripetal. Ateb: Y fformiwla ar gyfer maint y cyflymiad mewngyrchol yw a = v²/r, lle mae v yn gyflymder y gwrthrych ac r yn radiws y llwybr crwn. Mae'r fformiwla hon yn cynrychioli'r ffaith bod y cyflymiad yn gymesur yn uniongyrchol â sgwâr y cyflymder ac yn gymesur yn wrthdro â'r radiws.
Cwestiwn: Beth sy'n darparu'r grym centripetal ar gyfer planed sy'n cylchdroi o amgylch yr haul? Ateb: Mae'r grym disgyrchiant rhwng y blaned a'r haul yn darparu'r grym mewngyrchol sy'n cadw'r blaned i symud yn ei orbit.
Cwestiwn: Beth fyddai'n digwydd i gyflymder planed wrth iddi symud yn agosach at yr haul yn ei orbit eliptig? Ateb: Yn ôl ail gyfraith Kepler (cyfraith arwynebeddau), mae planed yn symud yn gyflymach pan mae'n agosach at yr haul ac yn arafach pan mae ymhellach i ffwrdd.
Cwestiwn: Ym mha senario mae'r grym mewngyrchol yn dod yn sero ar gyfer gwrthrych sy'n symud mewn llwybr crwn? Ateb: Os caiff y gwrthrych ei ryddhau o'i lwybr crwn, mae'r grym mewngyrchol yn dod yn sero gan nad oes unrhyw rym yn tynnu'r gwrthrych tuag at y canol mwyach.
Cwestiwn: Pa rôl mae ffrithiant yn ei chwarae ym mudiant crwn unffurf car sy'n symud o amgylch cromlin? Ateb: Pan fydd car yn symud o amgylch cromlin, mae ffrithiant rhwng y teiars a'r ffordd yn darparu'r grym mewngyrchol angenrheidiol i gadw'r car yn symud mewn llwybr crwn.
Cwestiwn: A all gwrthrych fod mewn cydbwysedd mewn symudiad cylchol unffurf? Ateb: Na, nid yw gwrthrych mewn mudiant cylchol unffurf mewn cydbwysedd oherwydd bod grym net yn gweithredu arno (y grym mewngyrchol) a newid cyson yng nghyfeiriad ei gyflymder.
Cwestiwn: Beth yw cyfeiriad y fector cyflymder mewn unrhyw bwynt yn y llwybr cylchol? Ateb: Ar unrhyw bwynt yn y llwybr cylchol, mae'r fector cyflymder yn tangiad i'r cylch ac i gyfeiriad y symudiad.
Cwestiwn: Sut allwch chi gynyddu cyflymiad centripetal gwrthrych mewn mudiant cylchol unffurf? Ateb: Gellir cynyddu cyflymiad centripetal trwy gynyddu cyflymder y gwrthrych neu drwy leihau radiws y llwybr crwn.
Cwestiwn: A yw'n bosibl i wrthrych fod â chyflymder cyson ond dal i gyflymu? Eglurwch gan gyfeirio at symudiad crwn unffurf. Ateb: Ydy, mewn mudiant cylchol unffurf, mae gwrthrych yn symud â chyflymder cyson ond nid yw ei gyflymder yn gyson oherwydd bod ei gyfeiriad yn newid yn barhaus. Mae'r newid mewn cyflymder yn awgrymu cyflymiad (y cyflymiad mewngyrchol).
Cwestiwn: A oes unrhyw waith yn cael ei wneud gan y grym mewngyrchol ar wrthrych mewn mudiant crwn unffurf? Ateb: Na, mae'r gwaith a wneir gan y grym mewngyrchol yn sero oherwydd bod y grym yn berpendicwlar i gyfeiriad y mudiant, a diffinnir gwaith fel cydran y grym i gyfeiriad y mudiant.
Cwestiwn: Beth sy'n digwydd i wrthrych mewn mudiant cylchol unffurf os yw'r grym centripetal yn diflannu'n sydyn? Ateb: Pe bai'r grym mewngyrchol yn diflannu'n sydyn, byddai'r gwrthrych yn symud i ffwrdd mewn llinell syth sy'n tangiad i'r llwybr crwn, gan ddilyn cyfraith symudiad gyntaf Newton.
Cwestiwn: Beth yw'r fformiwla ar gyfer grym centripetal? Ateb: Y fformiwla ar gyfer y grym mewngyrchol yw F = mv²/r, lle mae m yn fàs y gwrthrych, v yw'r cyflymder, ac r yw radiws y llwybr crwn.
Cwestiwn: Sut mae màs gwrthrych yn effeithio ar y grym centripetal mewn mudiant cylchol unffurf? Ateb: Mae'r grym centripetal yn gymesur yn uniongyrchol â màs y gwrthrych. Os bydd y màs yn cynyddu, bydd y grym centripetal hefyd yn cynyddu, o ystyried bod y cyflymder a'r radiws yn aros yn gyson.
Cwestiwn: A yw cyfnod y cylchdro yn dibynnu ar fàs y gwrthrych mewn mudiant crwn unffurf? Ateb: Na, nid yw cyfnod y cylchdro yn dibynnu ar fàs y gwrthrych. Dim ond ar gyflymder y gwrthrych a radiws y llwybr crwn y mae'n dibynnu.
Cwestiwn: Beth yw'r gwahaniaeth rhwng grym allgyrchol a grym mewngyrchol? Ateb: Grym allgyrchol yw'r grym go iawn sy'n gweithredu tuag at ganol y cylch gan achosi symudiad crwn. Grym allgyrchol, ar y llaw arall, yw grym ffuglennol a welir mewn ffrâm gyfeirio cylchdroi, sy'n gweithredu tuag allan, i ffwrdd o ganol y cylchdro.
Cwestiwn: Pam nad yw'r grym centripetal yn gwneud unrhyw waith mewn mudiant cylchol unffurf? Ateb: Nid yw'r grym mewngyrchol yn gwneud unrhyw waith mewn mudiant crwn unffurf oherwydd bod y grym bob amser yn berpendicwlar i ddadleoliad y gwrthrych. Gan mai gwaith yw cynnyrch dot y grym a'r dadleoliad, a bod cosin 90 gradd yn sero, nid oes unrhyw waith yn cael ei wneud.
Cwestiwn: A all cyflymder gwrthrych mewn mudiant cylchol unffurf newid? Ateb: Mewn mudiant cylchol unffurf, mae cyflymder y gwrthrych yn gyson. Fodd bynnag, pe bai'r cyflymder yn newid, ni fyddai bellach yn cael ei ystyried yn fudiant cylchol unffurf. Yn lle hynny, byddai'n cael ei ystyried yn fudiant cylchol anghyfartal, sy'n cynnwys cyflymiad mewngyrchol a thangiadol.