I hverdagen møter vi ofte objekter som beveger seg i en sirkelbevegelse. Et eksempel på et objekt som beveger seg i en sirkelbevegelse er sekundviseren, minuttviseren og timeviseren på en analog klokke. Sekundviseren beveger seg alltid en vinkel på 360 ° på 60 sekunder (ett minutt) eller en vinkel på 6 ° på ett sekund. Minuttviseren beveger seg alltid en vinkel på 360 ° på 60 minutter (en time) eller en vinkel på 6 ° på ett minutt. Timeviseren beveger seg også alltid en vinkel på 360 ° på 24 timer (ett døgn). Hvis et objekt beveger seg regelmessig i en sirkelbevegelse, for eksempel sekundviseren, minuttviseren eller timeviseren, sies det at disse objektene utfører en jevn sirkelbevegelse . Kan du nevne et eksempel på en regelmessig sirkelbevegelse som du har observert eller forestilt deg?
Forståelse av jevn sirkelbevegelse
Jevn sirkelbevegelse har to betydninger. Først, et objekt beveger seg i en sirkel med konstant hastighet hvis, mens objektet beveger seg i en sirkel, objektets hastighet alltid er konstant eller hastigheten til hver del av objektet alltid er konstant. Sekund, et objekt beveger seg i en sirkel med konstant hastighet hvis objektets vinkelhastighet alltid er konstant. Vinkelhastighet er en vektorstørrelse, derfor består vinkelhastigheten av størrelsen på vinkelhastigheten og retningen på vinkelhastigheten.
Slik at du bedre kan forstå betydningen jevn sirkelbevegelse, vær oppmerksom på følgende anmeldelse.
Konstant vinkelhastighet
Tenk deg sekundviseren på en analog veggklokke. Når sekundviseren roterer, roterer alle delene av sekundviseren sammen, enten de er på enden, i midten eller nær aksen.
Fordi alle delene av sekundviseren roterer sammen, vil sekundviseren bevege seg i en 360-graders vinkelo (én omdreining), alle deler av sekundviseren beveger seg også i en vinkel på 360o (én omdreining). Når sekundviseren fullfører en 360-graders vinkelo (én rotasjon) i 60 sekunder (ett minutt), alle deler av sekundviseren beveger seg også i en vinkel på 360 gradero i 60 sekunder (ett minutt).
Sekundviserens vinkelhastighet er alltid 6o/sekund, og retningen på vinkelhastigheten (rotasjonsretningen) til sekundviseren er også alltid konstant.
Konstant hastighet
Når sekundviseren roterer i 60 sekunder (ett minutt), roterer også alle deler av sekundviseren, både de som er nær aksen og de som er langt fra aksen, i 60 sekunder (ett minutt). Selv om tidsintervallet for alle deler av sekundviseren er det samme, nemlig 60 sekunder, er lengden på banen som hver del av sekundviseren tilbakelegger forskjellig. Den delen av sekundviseren som er nær aksen har en kortere bane, mens den delen av sekundviseren som er langt fra aksen har en lengre bane.
Basert på hastighetsformelen ovenfor kan det konkluderes med at hastigheten til hver seksjon av sekundviseren avhenger av avstanden fra aksen (r). Jo lenger fra aksen (høyere r), desto større er hastigheten. Selv om hastigheten til hver seksjon av viseren er forskjellig, er hastigheten til hver seksjon av viseren alltid konstant.
Akselerasjon i jevn sirkelbevegelse
Det finnes to typer akselerasjon i sirkelbevegelse: vinkelakselerasjon og lineær akselerasjon. Vinkelakselerasjon oppstår når størrelsen på vinkelhastigheten (vinkelhastigheten) eller retningen på vinkelhastigheten endres. Omvendt oppstår lineær akselerasjon når størrelsen på hastigheten (eller hastigheten) eller retningen på hastigheten endres.
I jevn sirkelbevegelse er størrelsen på vinkelhastigheten og retningen på vinkelhastigheten alltid konstante, derfor er det ingen vinkelakselerasjon i jevn sirkelbevegelse. I jevn sirkelbevegelse er det bare størrelsen på hastigheten, eller farten, som alltid er konstant, mens retningen på hastigheten alltid endrer seg. Fordi retningen på hastigheten alltid endrer seg, må det være akselerasjon i jevn sirkelbevegelse, gitt definisjonen percepatan er en endring i hastighet (endring i størrelsen på hastigheten og/eller hastighetens retning).
Sentripetal akselerasjon
Akselerasjon som oppstår på grunn av en endring i hastighetsretning er sentripetalakselerasjon. Sentripetalakselerasjon kalles også radialakselerasjon. Sentripetalakselerasjon, eller radialakselerasjon, er en type akselerasjon, også kjent som lineær akselerasjon. Sentripetalakselerasjon er en vektorstørrelse, derfor har den både størrelse og retning.
Størrelsen på den sentripetale akselerasjonen
Størrelsen på sentripetalakselerasjonen uttrykkes gjennom ligningen:
Retning av sentripetalakselerasjon
Retningen på sentripetalakselerasjonen er alltid mot sentrum av sirkelen, som vist i figuren nedenfor.
