Mozzjoni ċirkolari uniformi

Artiklu dwar il-moviment ċirkolari uniformi

Fil-ħajja ta’ kuljum, spiss niltaqgħu ma’ oġġetti li jiċċaqalqu f’moviment ċirkolari uniformi. Eżempju wieħed ta’ oġġett li jgħaddi minn moviment ċirkolari uniformi huwa t-tieni labra, il-labra tal-minuti, u l-labra tal-arloġġ fuq l-arloġġ analogu. It-tieni labra dejjem iddur f’angolu ta’ 360 ^° għal 60 sekonda (minuta) jew iddur f’angolu ta’ 6 ^° għal sekonda. Il-labra tal-minuti dejjem iddur f’angolu ta’ 360 ^° għal 60 minuta (siegħa) jew iddur f’angolu ta’ 6 ^° għal minuta. Il-labra tas-sigħat ukoll dejjem iddur 360 ^° għal 24 siegħa (ġurnata). Jekk oġġett jiċċaqlaq f’ċirku regolari bħal-tieni labra, labra tal-minuti, jew labra tal-arloġġ allura l-oġġetti jingħad li qed jagħmlu l-moviment ċirkolari. Tista’ taħseb f’eżempji ta’ oġġetti li jiċċaqalqu f’moviment ċirkolari?

Definizzjoni ta' moviment ċirkolari uniformi

Moviment ċirkolari uniformi għandu żewġ tifsiriet. L-ewwel, oġġett jingħad li jagħmel moviment ċirkolari mhux uniformi jekk sakemm l-oġġett jiċċaqlaq f'ċirku, il-veloċità tal-oġġett tkun dejjem kostanti jew il-veloċità ta' kull parti tal-oġġett tkun dejjem kostanti. It-tieni, oġġett jingħad li qed jagħmel moviment ċirkolari uniformi jekk il-veloċità angolari tal-oġġett tkun dejjem kostanti. Il-veloċità angolari hija kwantità vettorjali. Għalhekk, il-veloċità angolari tikkonsisti fil-kobor u d-direzzjoni tal-veloċità angolari. Biex tifhem aħjar it-tifsira tal-moviment ċirkolari uniformi, ħares lejn l-illustrazzjoni li ġejja.

Il-veloċità angolari (ω) hija kostanti

Irrevedi t-tieni labra fuq arloġġ tal-ħajt analogu. Meta t-tieni labra ddur, il-partijiet kollha tat-tieni labra, kemm dawk li jinsabu fit-tarf, fin-nofs, kif ukoll ħdejn l-assi, iduru flimkien. Minħabba li l-partijiet kollha tat-tieni labra jduru flimkien allura meta t-tieni labra ddur f'angolu ta' 360 ^° (dawra waħda), il-partijiet kollha tal-lanċetta tas-sekondi jduru wkoll f'angolu ta' 360 ^° (dawra waħda). Meta t-tieni labra tieħu angolu ta' 36 ^° (dawra waħda) għal 60 sekonda (minuta waħda), il-partijiet kollha tat-tieni labra jduru wkoll l-angolu ta' 360 ^° għal 60 sekonda (minuta waħda).

Il-veloċità angolari tat-tieni labra hija 6 ^o /s.

ω = veloċità angolari, θ = angolu, t = ħin

Il-veloċità angolari tat-tieni labra hija dejjem 6 ^o /s u d-direzzjoni tal-veloċità angolari (id-direzzjoni tar-rotazzjoni) tat-tieni labra hija dejjem kostanti.

Il-veloċità (v) hija kostanti

Meta t-tieni labra ddur għal 60 sekonda (minuta), il-partijiet kollha tat-tieni labra, kemm jekk qrib l-assi kif ukoll jekk 'il bogħod mill-assi, iduru wkoll għal 60 sekonda (minuta). Għalkemm l-intervall ta' ħin tal-partijiet kollha tat-tieni labra huwa l-istess, jiġifieri 60 sekonda, it-tul tat-trajettorja li tgħaddi minn kull parti tat-tieni labra jvarja. Il-parti tat-tieni labra li hija qrib l-assi għandha trajettorja iqsar, filwaqt li l-parti tat-tieni labra li hija 'l bogħod mill-assi għandha trajettorja itwal.

v = veloċità, d = tul, t = intervall ta' ħin, T = perjodu (ħin meħtieġ biex iddur dawra waħda), r = distanza mill-assi tar-rotazzjoni.

Abbażi tal-formula tal-veloċità, jista' jiġi konkluż li l-veloċità ta' kull parti tat-tieni labra tiddependi mid-distanza tagħha mill-assi tar-rotazzjoni (r). Iktar ma tkun 'il bogħod mill-assi (akbar), iktar tkun kbira l-veloċità. Għalkemm il-veloċità ta' kull parti tal-labra hija differenti, il-veloċità ta' kull parti tal-labra hija dejjem kostanti.

Aċċelerazzjoni ċentripeta

Hemm żewġ tipi ta' aċċelerazzjoni f'moviment ċirkolari, jiġifieri aċċelerazzjoni angolari u aċċelerazzjoni lineari. L-aċċelerazzjoni angolari sseħħ meta l-veloċità angolari (veloċità angolari) jew id-direzzjoni tal-veloċità angolari tinbidel. Minflok lineari, l-aċċelerazzjoni sseħħ meta l-veloċità jew id-direzzjoni tal-veloċità tinbidel. Fil-moviment ċirkolari uniformi, il-veloċità angolari u d-direzzjoni tal-veloċità angolari huma dejjem kostanti. Għalhekk, m'hemm l-ebda aċċelerazzjoni angolari fil-moviment ċirkolari uniformi. Fil-moviment ċirkolari uniformi, il-veloċità biss hija dejjem kostanti. Id-direzzjoni tal-veloċità tinbidel kontinwament jew mhix kostanti. Minħabba li d-direzzjoni tal-veloċità lineari tinbidel kontinwament, irid ikun hemm aċċelerazzjoni lineari fil-moviment ċirkolari uniformi.

L-aċċelerazzjoni li sseħħ minħabba bidliet fid-direzzjoni tal-veloċità tissejjaħ l-aċċelerazzjoni ċentripeta. L-aċċelerazzjoni ċentripeta tissejjaħ ukoll aċċelerazzjoni radjali. L-aċċelerazzjoni ċentripeta jew l-aċċelerazzjoni radjali hija tip ta' aċċelerazzjoni lineari. L-aċċelerazzjoni ċentripeta hija kwantità vettorjali. Għalhekk, l-aċċelerazzjoni ċentripeta għandha kobor u direzzjoni.

Il-kobor tal-aċċelerazzjoni ċentripeta:

Mozzjoni ċirkolari uniformi 3 Mozzjoni ċirkolari uniformi 4

a _c = il-kobor tal-aċċelerazzjoni ċentripeta

v = veloċità

r = distanza mill-assi

ω = veloċità angolari

Mistoqsijiet u tweġibiet kunċettwali dwar il-moviment ċirkolari uniformi

Mistoqsija: Xi tfisser moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Moviment ċirkolari uniformi jirreferi għall-moviment ta' oġġett li jiċċaqlaq b'veloċità kostanti f'mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: X'tip ta' aċċelerazzjoni jesperjenza oġġett f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Oġġett f'mozzjoni ċirkolari uniformi jesperjenza aċċelerazzjoni ċentripeta li dejjem hija diretta lejn iċ-ċentru tal-mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: Kif tinbidel il-veloċità ta' oġġett f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: F'moviment ċirkolari uniformi, il-kobor tal-veloċità jibqa' kostanti, iżda d-direzzjoni tagħha tinbidel kontinwament, għalhekk il-veloċità mhijiex kostanti.
Mistoqsija: Iddikjara u spjega l-formula għall-kobor tal-aċċelerazzjoni ċentripeta. Tweġiba: Il-formula għall-kobor tal-aċċelerazzjoni ċentripeta hija a = v²/r, fejn v hija l-veloċità tal-oġġett u r huwa r-raġġ tal-mogħdija ċirkolari. Din il-formula tirrappreżenta l-fatt li l-aċċelerazzjoni hija direttament proporzjonali għall-kwadru tal-veloċità u inversament proporzjonali għar-raġġ.
Mistoqsija: X'jipprovdi l-forza ċentripeta għal pjaneta li ddur max-xemx? Tweġiba: Il-forza gravitazzjonali bejn il-pjaneta u x-xemx tipprovdi l-forza ċentripeta li żżomm il-pjaneta miexja fl-orbita tagħha.
Mistoqsija: X'jiġri mill-veloċità ta' pjaneta hekk kif tersaq eqreb lejn ix-xemx fl-orbita ellittika tagħha? Tweġiba: Skont it-tieni liġi ta' Kepler (il-liġi taż-żoni), pjaneta tiċċaqlaq aktar malajr meta tkun eqreb tax-xemx u aktar bil-mod meta tkun aktar 'il bogħod.
Mistoqsija: F'liema xenarju l-forza ċentripeta ssir żero għal oġġett li jiċċaqlaq f'mogħdija ċirkolari? Tweġiba: Jekk l-oġġett jiġi rilaxxat mit-trajettorja ċirkolari tiegħu, il-forza ċentripeta ssir żero peress li ma jibqax ikun hemm forza li tiġbed l-oġġett lejn iċ-ċentru.
Mistoqsija: X'rwol għandha l-frizzjoni fil-moviment ċirkolari uniformi ta' karozza li tiċċaqlaq madwar kurva? Tweġiba: Meta karozza tkun qed tiċċaqlaq madwar kurva, il-frizzjoni bejn it-tajers u t-triq tipprovdi l-forza ċentripeta meħtieġa biex il-karozza tibqa' miexja f'mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: Jista' oġġett ikun f'ekwilibriju f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Le, oġġett f'mozzjoni ċirkolari uniformi mhuwiex f'ekwilibriju għaliex hemm forza netta li taġixxi fuqu (il-forza ċentripeta) u bidla kostanti fid-direzzjoni tal-veloċità tiegħu.
Mistoqsija: X'inhi d-direzzjoni tal-vettur tal-veloċità f'kull punt fit-trajettorja ċirkolari? Tweġiba: Fi kwalunkwe punt fil-mogħdija ċirkolari, il-vettur tal-veloċità huwa tanġent għaċ-ċirku u fid-direzzjoni tal-moviment.
Mistoqsija: Kif tista' żżid l-aċċelerazzjoni ċentripeta ta' oġġett f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: L-aċċelerazzjoni ċentripeta tista' tiżdied billi tiżdied il-veloċità tal-oġġett jew billi jitnaqqas ir-raġġ tal-mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: Huwa possibbli li oġġett ikollu veloċità kostanti iżda xorta jkun qed jaċċelera? Spjega b'referenza għal moviment ċirkolari uniformi. Tweġiba: Iva, f'moviment ċirkolari uniformi, oġġett jiċċaqlaq b'veloċità kostanti iżda l-veloċità tiegħu mhijiex kostanti għaliex id-direzzjoni tiegħu tinbidel kontinwament. Il-bidla fil-veloċità timplika aċċelerazzjoni (l-aċċelerazzjoni ċentripeta).
Mistoqsija: Hemm xi xogħol li jsir mill-forza ċentripeta fuq oġġett f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Le, ix-xogħol magħmul mill-forza ċentripeta huwa żero għaliex il-forza hija perpendikolari għad-direzzjoni tal-moviment, u x-xogħol huwa definit bħala l-komponent tal-forza fid-direzzjoni tal-moviment.
Mistoqsija: X'jiġri minn oġġett f'moviment ċirkolari uniformi jekk il-forza ċentripeta tisparixxi f'daqqa waħda? Tweġiba: Jekk il-forza ċentripeta tisparixxi f'daqqa waħda, l-oġġett jiċċaqlaq f'linja dritta tanġent mal-mogħdija ċirkolari, u jsegwi l-ewwel liġi tal-moviment ta' Newton.
Mistoqsija: X'inhi l-formula għall-forza ċentripeta? Tweġiba: Il-formula għall-forza ċentripeta hija F = mv²/r, fejn m hija l-massa tal-oġġett, v hija l-veloċità, u r huwa r-raġġ tal-mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: Kif il-massa ta' oġġett taffettwa l-forza ċentripeta f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Il-forza ċentripeta hija direttament proporzjonali għall-massa tal-oġġett. Jekk il-massa tiżdied, il-forza ċentripeta tiżdied ukoll, peress li l-veloċità u r-raġġ jibqgħu kostanti.
Mistoqsija: Il-perjodu tar-rotazzjoni jiddependi fuq il-massa tal-oġġett f'mozzjoni ċirkolari uniformi? Tweġiba: Le, il-perjodu tar-rotazzjoni ma jiddependix fuq il-massa tal-oġġett. Jiddependi biss fuq il-veloċità tal-oġġett u r-raġġ tal-mogħdija ċirkolari.
Mistoqsija: X'inhi d-differenza bejn il-forza ċentrifugali u l-forza ċentripeta? Tweġiba: Il-forza ċentripeta hija l-forza reali li taġixxi lejn iċ-ċentru taċ-ċirku u tikkawża moviment ċirkolari. Il-forza ċentrifugali, min-naħa l-oħra, hija forza fittizja osservata f'qafas ta' referenza li jdur, li taġixxi 'l barra, 'il bogħod miċ-ċentru tar-rotazzjoni.
Mistoqsija: Għaliex il-forza ċentripeta ma tagħmilx xogħol f'moviment ċirkolari uniformi? Tweġiba: Il-forza ċentripeta ma tagħmel l-ebda xogħol f'moviment ċirkolari uniformi għaliex il-forza hija dejjem perpendikolari għall-ispostament tal-oġġett. Peress li x-xogħol huwa l-prodott skalari tal-forza u l-ispostament, u l-kosinus ta' 90 grad huwa żero, ma jsir l-ebda xogħol.
Mistoqsija: Tista' l-veloċità ta' oġġett f'moviment ċirkolari uniformi tinbidel? Tweġiba: F'moviment ċirkolari uniformi, il-veloċità tal-oġġett hija kostanti. Madankollu, jekk il-veloċità tinbidel, ma jibqax jitqies bħala moviment ċirkolari uniformi. Minflok, jitqies bħala moviment ċirkolari mhux uniformi, li jinvolvi kemm aċċelerazzjoni ċentripeta kif ukoll tanġenzjali.