Igapäevaelus puutume sageli kokku objektidega, mis liiguvad ringjooneliselt. Üks näide ringjooneliselt liikuvast objektist on analoogkella sekundiosuti, minutiosuti ja tunniosuti. Sekundosuti liigub 60 sekundiga (ühe minutiga) alati 360 ° nurga või ühe sekundiga 6° nurga. Minutiosuti liigub 60 minutiga (ühe tunniga) alati 360 ° nurga või ühe minutiga 6 ° nurga. Tunniosuti liigub samuti 24 tunniga (ühe päevaga) alati 360 ° nurga . Kui objekt liigub regulaarselt ringjooneliselt, näiteks sekundiosuti, minutiosuti või tunniosuti, siis öeldakse, et need objektid sooritavad ühtlast ringliikumist . Kas saate tuua näite regulaarsest ringliikumisest, mida olete täheldanud või ette kujutanud?
Ühtlase ringliikumise mõistmine
Ühtlasel ringliikumisel on kaks tähendust. Esiteks, liigub objekt ringis konstantse kiirusega, kui ringis liikumise ajal on objekti kiirus alati konstantne või objekti iga osa kiirus on alati konstantne. Teiseks, liigub objekt ringis konstantse kiirusega, kui objekti nurkkiirus on alati konstantne. Nurkkiirus on vektoriaalne suurus, seega koosneb nurkkiirus nurkkiiruse suurusest ja nurkkiiruse suunast.
Et sa tähendusest paremini aru saaksid ühtlane ringliikumine, pöörake tähelepanu järgmisele arvustusele.
Konstantne nurkkiirus
Mõelge analoogseinakella sekundiosutile. Kui sekundiosuti pöörleb, pöörlevad kõik selle osad, olgu need siis otsas, keskel või telje lähedal, koos.
Kuna sekundiosuti kõik osad pöörlevad koos, siis kui sekundiosuti liigub 360-kraadise nurga allo (üks pööre) liiguvad kõik sekundiosuti osad samuti 360-kraadise nurga võrrao (üks pööre). Kui sekundiosuti teeb 360-kraadise nurgao (üks pööre) 60 sekundi (üks minut) jooksul liiguvad sekundiosuti kõik osad samuti 360-kraadise nurga võrra.o 60 sekundiks (üks minut).
Sekundseieri nurkkiirus on alati 6o/sekund ja sekundiosuti nurkkiiruse suund (pöörlemissuund) on samuti alati konstantne.
Konstantne kiirus
Kui sekundiosuti pöörleb 60 sekundit (üks minut), pöörlevad kõik sekundiosuti osad, nii teljele lähedal kui ka teljest kaugel asuvad, samuti 60 sekundit (üks minut). Kuigi sekundiosuti kõigi osade ajaintervall on sama, nimelt 60 sekundit, on sekundiosuti iga osa läbitud tee pikkus erinev. Teljele lähemal asuval sekundiosuti osal on lühem teekond, vastupidiselt teljest kaugemal asuval sekundiosuti osal on pikem teekond.
Ülaltoodud kiiruse valemi põhjal võib järeldada, et sekundiosuti iga osa kiirus sõltub selle kaugusest teljest (r). Mida kaugemal teljest (kõrgem r), seda suurem on kiirus. Kuigi iga käeosa kiirus on erinev, on iga käeosa kiirus alati konstantne.
Kiirendus ühtlases ringliikumises
Ringliikumisel on kahte tüüpi kiirendusi: nurkkiirendus ja lineaarkiirendus. Nurkkiirendus tekib siis, kui nurkkiiruse suurus või nurkkiiruse suund muutub. Seevastu lineaarkiirendus tekib siis, kui kiiruse suurus või kiiruse suund muutub.
Ühtlases ringliikumises on nurkkiiruse suurus ja suund alati konstantsed, seega ei esine ühtlases ringliikumises nurkkiirendust. Ühtlases ringliikumises on ainult kiiruse suurus ehk kiirus alati konstantne, samas kui kiiruse suund muutub pidevalt. Kuna kiiruse suund muutub pidevalt, peab ühtlases ringliikumises definitsiooni arvestades olema kiirendus. kiirendus on kiiruse muutus (kiiruse suuruse ja/või kiiruse suuna muutus).
Tsentripetaalne kiirendus
Kiiruse suuna muutusest tingitud kiirendus on tsentripetaalkiirendus. Tsentripetaalkiirendust nimetatakse ka radiaalkiirenduseks. Tsentripetaalkiirendus ehk radiaalkiirendus on kiirenduse liik, mida tuntakse ka lineaarkiirendusena. Tsentripetaalkiirendus on vektoriaalne suurus, seega on sellel nii suurus kui ka suund.
Tsentripetaalse kiirenduse suurusjärk
Tsentripetaalse kiirenduse suurust väljendatakse järgmise võrrandiga:
Tsentripetaalse kiirenduse suund
Tsentripetaalse kiirenduse suund on alati ringi keskpunkti poole, nagu on näidatud alloleval joonisel.
