I vardagen stöter vi ofta på föremål som rör sig i en likformig cirkulär rörelse. Ett exempel på ett föremål som rör sig i en likformig cirkulär rörelse är sekund-, minut- och timvisaren på en analog klocka. Sekundvisaren roterar alltid 360 grader.o i 60 sekunder (en minut) eller täcker en vinkel på 6o i en sekund. Minutvisaren rör sig alltid i en vinkel på 360 gradero i 60 minuter (en timme) eller täck en 6-vinkelo i en minut. Timvisaren rör sig också alltid i en vinkel på 360 gradero i 24 timmar (en dag). Om ett föremål rör sig regelbundet i en cirkel, som sekundvisaren, minutvisaren eller timvisaren, sägs föremålen prestera likformig cirkulär rörelseKan du nämna ett exempel på regelbunden cirkulär rörelse som du har observerat eller föreställt dig?
Förstå likformig cirkulär rörelse
Likformig cirkulär rörelse har två betydelser. Först, ett objekt rör sig i en cirkel med konstant hastighet om, medan objektet rör sig i en cirkel, objektets hastighet alltid är konstant eller hastigheten för varje del av objektet alltid är konstant. Andra, ett objekt rör sig i en cirkel med konstant hastighet om objektets vinkelhastighet alltid är konstant. Vinkelhastighet är en vektorstorhet, därför består vinkelhastigheten av vinkelhastighetens storlek och vinkelhastighetens riktning.
Så att du bättre kan förstå innebörden likformig cirkulär rörelse, var uppmärksam på följande recension.
Konstant vinkelhastighet
Tänk på sekundvisaren på en analog väggklocka. När sekundvisaren roterar roterar alla delar av sekundvisaren tillsammans, oavsett om de är i slutet, i mitten eller nära axeln.
Eftersom alla delar av sekundvisaren roterar tillsammans, roterar sekundvisaren i en 360 graders vinkelo (ett varv), alla delar av sekundvisaren rör sig också i en vinkel på 360o (ett varv). När sekundvisaren fullbordar en 360-graders vinkelo (ett varv) i 60 sekunder (en minut), alla delar av sekundvisaren rör sig också i en vinkel på 360 gradero i 60 sekunder (en minut).
Sekundvisarens vinkelhastighet är alltid 6o/sekund och sekundvisarens vinkelhastighet (rotationsriktning) är också alltid konstant.
Konstant hastighet
När sekundvisaren roterar i 60 sekunder (en minut) roterar även alla delar av sekundvisaren, både de som är nära axeln och de som är långt ifrån axeln, i 60 sekunder (en minut). Även om tidsintervallet för alla delar av sekundvisaren är detsamma, nämligen 60 sekunder, är längden på den väg som varje del av sekundvisaren tillryggalägger olika. Den del av sekundvisaren som är nära axeln har en kortare väg, medan den del av sekundvisaren som är långt ifrån axeln har en längre väg.
Baserat på hastighetsformeln ovan kan man dra slutsatsen att hastigheten för varje sektion av sekundvisaren beror på dess avstånd från axeln (r). Ju längre från axeln (högre r), desto större hastighet. Även om hastigheten för varje sektion av visaren är olika, är hastigheten för varje sektion av visaren alltid konstant.
Acceleration i likformig cirkulär rörelse
Det finns två typer av acceleration i cirkulär rörelse: vinkelacceleration och linjär acceleration. Vinkelacceleration uppstår när storleken på vinkelhastigheten (vinkelhastigheten) eller riktningen på vinkelhastigheten ändras. Omvänt uppstår linjär acceleration när storleken på hastigheten (eller hastigheten) eller hastighetens riktning ändras.
I likformig cirkulär rörelse, magnituden vinkelhastighet och vinkelhastighetens riktning är alltid konstant, därför finns det ingen vinkelacceleration i likformig cirkulär rörelse. I likformig cirkulär rörelse är endast hastighetens storlek, även känd som hastighet, alltid konstant, medan hastighetens riktning alltid ändras. Eftersom hastighetens riktning alltid ändras måste det finnas acceleration i likformig cirkulär rörelse, med tanke på definitionen percepatan är en förändring i hastighet (förändring i hastighetens storlek och/eller hastighetens riktning).
Centripetal acceleration
Acceleration som uppstår på grund av en förändring i hastighetsriktningen är centripetalacceleration. Centripetalacceleration kallas också radialacceleration. Centripetalacceleration, eller radialacceleration, är en typ av acceleration, även känd som linjär acceleration. Centripetalacceleration är en vektorstorhet, därför har den både magnitud och riktning.
Storleken på centripetalaccelerationen
Storleken på centripetalaccelerationen uttrycks genom ekvationen:
Centripetal accelerations riktning
Centripetalaccelerationens riktning är alltid mot cirkelns centrum, som visas i figuren nedan.
