En nia ĉiutaga vivo, ni ofte renkontas objektojn, kiuj moviĝas cirkle. Unu ekzemplo de objekto, kiu moviĝas cirkle, estas la sekundmontrilo, minutmontrilo kaj horinmontrilo sur analoga horloĝo. La sekundmontrilo ĉiam vojaĝas angulon de 360 ° en 60 sekundoj (unu minuto) aŭ angulon de 6 ° en unu sekundo. La minutmontrilo ĉiam vojaĝas angulon de 360 ° en 60 minutoj (unu horo) aŭ angulon de 6 ° en unu minuto. La horinmontrilo ankaŭ ĉiam vojaĝas angulon de 360 ° en 24 horoj (unu tago). Se objekto moviĝas regule cirkle, kiel ekzemple la sekundmontrilo, minutmontrilo aŭ horinmontrilo, tiam oni diras, ke ĉi tiuj objektoj plenumas unuforman cirklan movon . Ĉu vi povas nomi ekzemplon de regula cirkla movo, kiun vi observis aŭ imagis?
Komprenante Uniforman Cirklan Movadon
Unuforma cirkla movo havas du signifojn. Unue, objekto moviĝas en cirklo je konstanta rapido se, dum la objekto moviĝas en cirklo, la rapido de la objekto ĉiam estas konstanta aŭ la rapido de ĉiu parto de la objekto ĉiam estas konstanta. Due, objekto moviĝas en cirklo kun konstanta rapideco se la angula rapido de la objekto ĉiam estas konstanta. Angula rapido estas vektora kvanto, tial angula rapido konsistas el la grando de la angula rapido kaj la direkto de la angula rapido.
Por ke vi pli bone komprenu la signifon unuforma cirkla movo, atentu la jenan recenzon.
Konstanta Angula Rapido
Konsideru la sekundmontrilon sur analoga murhorloĝo. Kiam la sekundmontrilo rotacias, ĉiuj partoj de la sekundmontrilo, ĉu ĉe la fino, ĉu en la mezo, ĉu proksime al la akso, rotacias kune.
Ĉar ĉiuj partoj de la sekundomontrilo rotacias kune, kiam la sekundomontrilo vojaĝas 360-gradan angulono (unu rotacio), ĉiuj partoj de la sekundomontrilo ankaŭ vojaĝas angulon de 360o (unu rotacio). Kiam la sekundomontrilo kompletigas 360-gradan angulono (unu rotacio) dum 60 sekundoj (unu minuto), ĉiuj partoj de la sekundomontrilo ankaŭ vojaĝas angulon de 360o dum 60 sekundoj (unu minuto).
La angula rapido de la sekundomontrilo ĉiam estas 6o/sekundo kaj la direkto de la angula rapido (rotacia direkto) de la sekundomontrilo ankaŭ ĉiam estas konstanta.
Konstanta Rapido
Kiam la sekundmontrilo rotacias dum 60 sekundoj (unu minuto), ĉiuj partoj de la sekundmontrilo, kaj tiuj proksimaj al la akso kaj tiuj malproksimaj de la akso, ankaŭ rotacias dum 60 sekundoj (unu minuto). Kvankam la tempintervalo por ĉiuj partoj de la sekundmontrilo estas la sama, nome 60 sekundoj, la longo de la vojo trairita de ĉiu parto de la sekundmontrilo estas malsama. La parto de la sekundmontrilo, kiu estas proksima al la akso, havas pli mallongan vojon, inverse la parto de la sekundmontrilo, kiu estas malproksima de la akso, havas pli longan vojon.
Surbaze de la supra rapidformulo, oni povas konkludi, ke la rapido de ĉiu sekcio de la sekundomontrilo dependas de ĝia distanco de la akso (r). Ju pli malproksima de la akso (pli alta r), des pli granda la rapido. Kvankam la rapido de ĉiu sekcio de la montrilo estas malsama, la rapido de ĉiu sekcio de la montrilo ĉiam estas konstanta.
Akcelo en Uniforma Cirkla Movado
Ekzistas du tipoj de akcelo en cirkla movo: angula akcelo kaj lineara akcelo. Angula akcelo okazas kiam la grando de la angula rapido (angula rapido) aŭ la direkto de la angula rapido ŝanĝiĝas. Male, lineara akcelo okazas kiam la grando de la rapido (aŭ rapido) aŭ la direkto de la rapido ŝanĝiĝas.
En unuforma cirkla moviĝo, la grando de la angula rapido kaj la direkto de la angula rapido estas ĉiam konstantaj, tial ne ekzistas angula akcelo en unuforma cirkla moviĝo. En unuforma cirkla moviĝo, nur la grando de la rapido, aŭ rapido, estas ĉiam konstanta, dum la direkto de la rapido ĉiam ŝanĝiĝas. Ĉar la direkto de la rapido ĉiam ŝanĝiĝas, devas esti akcelo en unuforma cirkla moviĝo, konsiderante la difinon akcelo estas ŝanĝo en rapido (ŝanĝo en la grando de rapido kaj/aŭ direkto de rapido).
Centripeta Akcelo
Akcelo, kiu okazas pro ŝanĝo en la direkto de rapido, estas centripeta akcelo. Centripeta akcelo ankaŭ nomiĝas radiala akcelo. Centripeta akcelo, aŭ radiala akcelo, estas speco de akcelo, ankaŭ konata kiel lineara akcelo. Centripeta akcelo estas vektora kvanto, tial ĝi havas kaj magnitudon kaj direkton.
La grando de la centripeta akcelo
La grando de centripeta akcelo estas esprimita per la ekvacio:
Direkto de centripeta akcelo
La direkto de centripeta akcelo ĉiam estas direkte al la centro de la cirklo, kiel montrite en la suba figuro.
