7 eksempler på ensartet skiftende cirkulær bevægelse
1. En propel, der oprindeligt er i hvile, roterer med en konstant vinkelacceleration på 2 rad/s.2Bestem propellens vinkelacceleration og vinkelhastighed 2 sekunder senere. Udtryk dem i radianer og sekunder.
Diskussion
Det er kendt :
Spurgte : vinkelacceleration og vinkelhastighed efter 2 sekunder
11 eksempler på problemer med ensartet cirkulær bevægelse
1. En partikel bevæger sig i en cirkel med en konstant vinkelhastighed på 10 rad/s. Bestem (a) partiklens vinkelhastighed efter 10 sekunder (b) den vinkel, som partiklen spænder over efter 10 sekunder.
Diskussion
(a) vinkelhastighed efter 10 sekunder
Acceleration er en vektorstørrelse, en fysisk størrelse, der har både størrelse og retning. Dens symbol er a ( acceleration ). Dens internationale enhed er meter per sekund i anden, forkortet m/ s².
Gennemsnitlig acceleration
Eksempel på problemer.
En bil, der først holder stille i 5 sekunder, derefter bevæger sig mod øst med en hastighed på 10 m/s. Bestem den gennemsnitlige acceleration.
Diskussion
Hvis du skubber en bog mod et bord, indtil den bevæger sig, udfører du arbejde på bogen. Når en genstand falder ned på jordens overflade, fordi den trækkes af tyngdekraften , udfører tyngdekraften arbejde på genstanden. Omvendt, hvis du skubber en genstand med al din kraft, indtil du er gennemblødt af sved, men genstanden ikke bevæger sig, har du ikke udført arbejde på genstanden. I hverdagen siges det, at man har udført arbejde eller hårdt arbejde med at skubbe en genstand, men ifølge fysikken har du ikke udført arbejde på genstanden, fordi genstanden ikke oplever forskydning (genstanden skifter ikke plads).
Vinkelmomentmateriale
Den ting, der gør lige bevægelse har momentum, som kan beregnes ved hjælp af formlen:
p = mv
Information :
p = momentum (den internationale enhed er kilogrammeter/sekund, forkortet kg m/s)
m = masse (den internationale enhed er kilogram, forkortet kg)
v = hastighed (den internationale enhed er meter / sekund, forkortet m/s)
Den fysiske størrelse i rotationsbevægelse, der er identisk med massen (m) i lige bevægelse, er inertimoment (I). Den fysiske størrelse i rotationsbevægelse, der er identisk med hastigheden (v) i lige bevægelse, er vinkelhastighedSåledes har et objekt i rotation et momentum, som kan beregnes ved hjælp af formlen:
Materialets inertimoment
Der er to objekter, hvoraf den ene har en lille masse, og den anden har en større masse. Hvilket objekt er lettere at bevæge, hvis det skubbes med den samme kraft? Faktum er, at objekter med en mindre masse er lettere at bevæge end objekter med en større masse. Så størrelsen af objektets masse bestemmer størrelsen af objektets acceleration, hvis der påføres en kraft. Hvis det er i lige bevægelse, bestemmer objektets masse, om et objekt er let eller vanskeligt at bevæge (accelerere), mens objektets inertimoment i rotationsbevægelse bestemmer, om et objekt er let eller vanskeligt at bevæge.
Kraftmoment (drejningsmoment) Materiale
Stilarme
Forestil dig en roterende genstand, såsom en dør. Når døren åbnes eller lukkes, roterer den. Hængslet, der forbinder døren med væggen, fungerer som rotationsakse.
Billede af døren set ovenfra. Overvej et eksempel, hvor en dør skubbes med to kræfter, hvor begge kræfter har samme størrelse og retning; kraftens retning er vinkelret på døren.
Du har tidligere studeret Newtons anden lov, som udtrykkes gennem ligningen:
Denne ligning forklarer forholdet mellem den resulterende kraft, også kendt som nettokraften, og masse og acceleration. Den resulterende kraft, der virker på et objekt med masse, får objektet til at accelerere.
Denne gang vil vi introducere en anden form for Newtons anden lov, som forklarer forholdet mellem den resulterende kraft og ændringer i momentum.
Hastighed er en vektorstørrelse, mens hastighed er en skalar størrelse. Hastighed har både størrelse og retning, mens hastighed kun har størrelse. Den internationale enhed er meter per sekund, forkortet m/s eller ms -1 . Dens symbol er v ( hastighed ).
Gennemsnitshastighed og gennemsnitshastighed
Undersøg også eksempler på tangentialhastighed og vinkelhastighed.
Hvis et objekt roterer med uret og fuldfører én rotation (360o) på 1 sekund, er vinkelhastigheden for alle dele af ventilatoren 1 rotation/sekund = 360o / sekund = 6,28 radianer/sekund, og vinkelhastighedens retning er med uret. Hvis ventilatorens radius er 20 cm, bevæger ventilatorens kant sig i en cirkel med en hastighed på (2)(3,14)(20 cm) / 1 sekund = 125,6 cm/s = 1,256 m/s. Et punkt 1 cm (0,01 m) fra aksen bevæger sig i en cirkel med en hastighed på (2)(3,14)(1 cm) / 1 sekund = 6,28 cm/s = 0,0628 m/s. Jo mindre r, desto mindre er hastigheden. I en cirkulær bevægelse kaldes hastighed normalt tangential hastighed. Den kaldes tangential, fordi hastighedens retning altid er tangential i forhold til den cirkulære bane.