Mindennapi életünkben gyakran találkozunk olyan tárgyakkal, amelyek körkörös mozgást végeznek. A körkörös mozgásra példa az analóg órák másodpercmutatója, percmutatója és óramutatója. A másodpercmutató 60 másodperc (egy perc) alatt mindig 360 ° -os szöget, vagy egy másodperc alatt 6 ° -os szöget tesz meg . A percmutató 60 perc (egy óra) alatt mindig 360°-os szöget, vagy egy perc alatt 6 ° -os szöget tesz meg . Az óramutató 24 óra (egy nap) alatt is mindig 360 ° -os szöget tesz meg . Ha egy tárgy szabályos körmozgást végez, például a másodpercmutató, a percmutató vagy az óramutató, akkor ezekről a tárgyakról azt mondjuk, hogy egyenletes körmozgást végeznek . Tudsz mondani egy példát egy általad megfigyelt vagy elképzelt szabályos körmozgásra?
Az egyenletes körmozgás megértése
Az egyenletes körmozgásnak két jelentése van. Első, egy tárgy állandó sebességgel mozog körben, ha a tárgy körben való mozgása közben a tárgy sebessége mindig állandó, vagy a tárgy minden részének sebessége mindig állandó. Második, egy tárgy állandó sebességgel mozog körben, ha a tárgy szögsebessége mindig állandó. A szögsebesség egy vektormennyiség, ezért a szögsebesség a szögsebesség nagyságából és a szögsebesség irányából tevődik össze.
Hogy jobban megérthesd a jelentését egyenletes körmozgás, figyeljen a következő áttekintésre.
Állandó szögsebesség
Vegyük például egy analóg falióra másodpercmutatóját. Amikor a másodpercmutató forog, minden része, legyen az a végén, középen vagy a tengely közelében, együtt forog.
Mivel a másodpercmutató minden része együtt forog, amikor a másodpercmutató 360 fokos szöget tesz mego (egy fordulat), a másodpercmutató minden része 360 fokos szögben mozogo (egy fordulat). Amikor a másodpercmutató 360 fokos szöget zár beo (egy fordulat) 60 másodpercig (egy percig), a másodpercmutató minden része 360 fokos szögben elfordul.o 60 másodpercig (egy percig).
A másodpercmutató szögsebessége mindig 6o/másodperc és a másodpercmutató szögsebességének iránya (forgásiránya) is mindig állandó.
Állandó sebesség
Amikor a másodpercmutató 60 másodpercig (egy percig) forog, a másodpercmutató minden része, mind a tengelyhez közeliek, mind a tengelytől távoliak, szintén 60 másodpercig (egy percig) forog. Bár a másodpercmutató minden részének időintervalluma azonos, nevezetesen 60 másodperc, a másodpercmutató egyes részeinek megtett úthossza eltérő. A másodpercmutató tengelyhez közeli része rövidebb utat tesz meg, fordítva, a másodpercmutató tengelytől távoli része hosszabb utat tesz meg.
A fenti sebességképlet alapján arra lehet következtetni, hogy a másodpercmutató egyes szakaszainak sebessége a tengelytől való távolságuktól (r) függ. Minél távolabb van a tengelytől (nagyobb r), annál nagyobb a sebesség. Bár a kéz egyes szakaszainak sebessége eltérő, a kéz egyes szakaszainak sebessége mindig állandó.
Gyorsulás egyenletes körmozgásban
A körmozgásban kétféle gyorsulás létezik: a szöggyorsulás és az egyenes vonalú gyorsulás. Szöggyorsulás akkor következik be, amikor a szögsebesség nagysága vagy a szögsebesség iránya megváltozik. Fordítva, egyenes vonalú gyorsulás akkor következik be, amikor a sebesség nagysága vagy a sebesség iránya megváltozik.
Egyenletes körmozgásban a szögsebesség nagysága és a szögsebesség iránya mindig állandó, ezért egyenletes körmozgásban nincs szöggyorsulás. Egyenletes körmozgásban csak a sebesség nagysága állandó, míg a sebesség iránya folyamatosan változik. Mivel a sebesség iránya folyamatosan változik, egyenletes körmozgásban gyorsulásnak kell lennie, figyelembe véve a definíciót. gyorsulás a sebességváltozás (a sebesség nagyságának és/vagy a sebesség irányának változása).
Centripetális gyorsulás
A sebesség irányának megváltozása miatt fellépő gyorsulást centripetális gyorsulásnak nevezzük. A centripetális gyorsulást radiális gyorsulásnak is nevezzük. A centripetális gyorsulás, vagy radiális gyorsulás, egy gyorsulástípus, más néven lineáris gyorsulás. A centripetális gyorsulás egy vektormennyiség, ezért nagysága és iránya is van.
A centripetális gyorsulás nagysága
A centripetális gyorsulás nagyságát a következő egyenlettel fejezzük ki:
A centripetális gyorsulás iránya
A centripetális gyorsulás iránya mindig a kör középpontja felé mutat, ahogy az az alábbi ábrán is látható.
