Në jetën e përditshme, shpesh hasim objekte që lëvizin në një lëvizje rrethore uniforme. Një shembull i një objekti që lëviz në një lëvizje rrethore uniforme janë akrepat e sekondave, minutave dhe orëve në një orë analoge. Akrepi i sekondave rrotullohet gjithmonë 360 gradë.o për 60 sekonda (një minutë) ose mbulon një kënd prej 6o për një sekondë. Akrepi i minutave përshkon gjithmonë një kënd prej 360 gradësh.o për 60 minuta (një orë) ose mbuloni një kënd prej 6o për një minutë. Akrepi i orës gjithashtu përshkon gjithmonë një kënd prej 360 gradësh.o për 24 orë (një ditë). Nëse një objekt lëviz në një rreth rregullisht si akrepi i sekondave, akrepi i minutave ose akrepi i orës, atëherë thuhet se objektet po performojnë lëvizje rrethore uniformeA mund të përmendni një shembull të lëvizjes së rregullt rrethore që e keni vëzhguar ose imagjinuar?
Kuptimi i Lëvizjes Rrethore Uniforme
Lëvizja rrethore uniforme ka dy kuptime. Së pari, një objekt lëviz në një rreth me një shpejtësi konstante nëse, ndërsa objekti lëviz në një rreth, shpejtësia e objektit është gjithmonë konstante ose shpejtësia e secilës pjesë të objektit është gjithmonë konstante. Së dyti, një objekt lëviz në një rreth me një shpejtësi konstante nëse shpejtësia këndore e objektit është gjithmonë konstante. Shpejtësia këndore është një madhësi vektoriale, prandaj shpejtësia këndore përbëhet nga madhësia e shpejtësisë këndore dhe drejtimi i shpejtësisë këndore.
Në mënyrë që ta kuptoni më mirë kuptimin lëvizje rrethore uniforme, kushtojini vëmendje rishikimit të mëposhtëm.
Shpejtësi këndore konstante
Merrni parasysh akrepin e sekondave në një orë muri analoge. Kur akrepi i sekondave rrotullohet, të gjitha pjesët e akrepit të sekondave, qofshin në fund, në mes apo afër boshtit, rrotullohen së bashku.
Meqenëse të gjitha pjesët e akrepit të sekondave rrotullohen së bashku, kur akrepi i sekondave përshkon një kënd prej 360 gradësho (një rrotullim), të gjitha pjesët e akrepit të sekondave gjithashtu përshkojnë një kënd prej 360 gradësho (një rrotullim). Kur akrepi i sekondave plotëson një kënd prej 360 gradësho (një rrotullim) për 60 sekonda (një minutë), të gjitha pjesët e akrepit të sekondave përshkojnë gjithashtu një kënd prej 360 gradësho për 60 sekonda (një minutë).
Shpejtësia këndore e akrepit të sekondave është gjithmonë 6o/sekondë dhe drejtimi i shpejtësisë këndore (drejtimi i rrotullimit) të akrepit të sekondave është gjithashtu gjithmonë konstant.
Shpejtësi konstante
Kur akrepi i sekondave rrotullohet për 60 sekonda (një minutë), të gjitha pjesët e akrepit të sekondave, si ato afër boshtit ashtu edhe ato larg boshtit, rrotullohen gjithashtu për 60 sekonda (një minutë). Edhe pse intervali kohor për të gjitha pjesët e akrepit të sekondave është i njëjtë, përkatësisht 60 sekonda, gjatësia e rrugës së përshkuar nga secila pjesë e akrepit të sekondave është e ndryshme. Pjesa e akrepit të sekondave që është afër boshtit ka një rrugë më të shkurtër, anasjelltas pjesa e akrepit të sekondave që është larg boshtit ka një rrugë më të gjatë.
Bazuar në formulën e shpejtësisë së mësipërme, mund të konkludohet se shpejtësia e secilës pjesë të akrepit të sekondave varet nga distanca e tij nga boshti (r). Sa më larg nga boshti (r më i lartë), aq më e madhe është shpejtësia. Edhe pse shpejtësia e secilës pjesë të akrepit është e ndryshme, shpejtësia e secilës pjesë të akrepit është gjithmonë konstante.
Përshpejtimi në lëvizjen rrethore uniforme
Ekzistojnë dy lloje nxitimi në lëvizjen rrethore: nxitimi këndor dhe nxitimi linear. Nxitimi këndor ndodh kur madhësia e shpejtësisë këndore (shpejtësia këndore) ose drejtimi i shpejtësisë këndore ndryshon. Anasjelltas, nxitimi linear ndodh kur madhësia e shpejtësisë (ose shpejtësisë) ose drejtimi i shpejtësisë ndryshon.
Në lëvizjen rrethore uniforme, madhësia shpejtësia këndore dhe drejtimi i shpejtësisë këndore është gjithmonë konstant, prandaj nuk ka nxitim këndor në lëvizjen rrethore uniforme. Në lëvizjen rrethore uniforme, vetëm madhësia e shpejtësisë, e njohur edhe si shpejtësi, është gjithmonë konstante, ndërsa drejtimi i shpejtësisë ndryshon gjithmonë. Meqenëse drejtimi i shpejtësisë ndryshon gjithmonë, duhet të ketë nxitim në lëvizjen rrethore uniforme, duke marrë parasysh përkufizimin përshpejtim është një ndryshim në shpejtësi (ndryshim në madhësinë e shpejtësisë dhe/ose drejtimin e shpejtësisë).
Përshpejtimi centripetal
Nxitimi që ndodh për shkak të një ndryshimi në drejtimin e shpejtësisë është nxitim centripetal. Nxitimi centripetal quhet edhe nxitim radial. Nxitimi centripetal, ose nxitimi radial, është një lloj nxitimi, i njohur edhe si nxitim linear. Nxitimi centripetal është një madhësi vektoriale, prandaj ka si madhësi ashtu edhe drejtim.
Madhësia e nxitimit centripetal
Madhësia e nxitimit centripetal shprehet përmes ekuacionit:
Drejtimi i nxitimit centripetal
Drejtimi i nxitimit centripetal është gjithmonë drejt qendrës së rrethit, siç tregohet në figurën më poshtë.
