如今,輪式車輛、發電機、銑床、風扇、割草機、灑水器等現代化設備讓我們的生活更輕鬆舒適。自行車、摩托車、汽車和飛機等輪式車輛如果沒有輪子或輪子不轉動就無法行駛。直升機或飛機如果螺旋槳不轉動也無法飛行。船舶如果發電機或螺旋槳不轉動就無法航行。夜晚,如果發電機或發電廠停止工作,房屋將一片漆黑,我們也無從享受娛樂。許多物體每天都在做圓週運動。即使我們沒有意識到,我們居住的地球、照亮夜晚的月亮、以及為電視、廣播、行動電話和網路廣播傳輸電磁波的通訊衛星等人造衛星,都在不停地旋轉,也就是始終在做圓週運動。
如果物體的運動軌跡是圓形的,則稱該物體做圓週運動。圓週運動中的物理量包括角量(圓週運動量)和線量(直線運動量)。角量包括角位移、角速度和角加速度。線量是指直線運動中的物理量,例如位移(距離)、速度(速率)和加速度。反之,圓週運動中的物理量通常被稱為角量。在圓週運動中,線量與角量有密切關係。
轉換角度單位(度、弧度、轉)
1. 轉四分之一圈 = ….. o (度)?
彭巴哈桑
1 圈 = 360°o
半圈 = 180o
四分之一圈 = 90o
2. 半圈 = ……弧度?
彭巴哈桑
1 圈 = 2π 弧度 = 2(3,14) 弧度 = 6,28 弧度
半圈 = π弧度 = 3,14弧度
3。 180o (180 度)= …旋轉或 革命 ?
彭巴哈桑
360o = 1 輪(1 革命)
180o = ½ 圈 (1/2 革命)
4。 90o 弧度?
彭巴哈桑
360o = 2π弧度 = 2(3,14)弧度 = 6,28弧度
180o π弧度 = 3,14弧度
90o = ½ pi 弧度 = ½ (3,14) = 1,57
5. 60弧度 = …旋轉?
彭巴哈桑
6,28弧度 = 1圈
60弧度/6,28 = 9,55圈
6. 40弧度 = ….. o (度)?
彭巴哈桑
6,28弧度 = 360度o
40弧度/6,28 = (6,37)(360)o)= 2292,99o
角速度
問題範例.
1. 車輪順時針旋轉,轉角為180度。o 持續2秒和90o 持續 1 秒。決定平均角速度的大小和方向!
彭巴哈桑
大 = 9o/秒 = …. 轉/秒 = ….. 弧度/秒?
方向 = 順時針方向。
2. 車輪順時針旋轉,轉角為360度。o 持續4秒鐘,然後車輪旋轉180度。o 逆時針旋轉2秒鐘。有多少 平均角速度 車輪 ?
彭巴哈桑
大 = 3o/秒 = …. 轉/秒 = ….. 弧度/秒?
方向 = 順時針方向。
瞬時角速度
瞬時角速度的大小 = 在極短時間間隔內角速度的大小。
直線運動或線性運動 高速 可以稱為 速度 因為 大位移 價值相等 賈拉克 如果它非常小。做圓週運動時, 大角速度 可以稱為 角速度 因為 大角位移 價值相等 賈拉克 角落 如果它非常小。
平均角加速度
問題範例.
1. 風車最初靜止片刻,然後因風力作用而旋轉。 2秒後,角速度增加到90°。o/s。多少錢? 平均角加速度 風車?
彭巴哈桑
平均而言, 大角速度 風車數量增加了45輛o每秒 /s。
2. 螺旋槳初始旋轉角速度為180°o/s,2秒後它停止旋轉。多少 平均角減速度 風車?
彭巴哈桑
平均而言, 大角速度 風車減少了90輛o每秒 /s。
瞬時角加速度
瞬時角加速度通常簡稱為角加速度。瞬時角加速度是指角速度在極短時間間隔的變化。數學表達式為:
![]()
圓週運動的週期和頻率
週期表示粒子完成一次旋轉所需的時間,而頻率表示每秒旋轉的次數。
週期和頻率之間的關係可以用以下公式表示:
f = 1 / 噸
週期的國際單位制單位是秒,頻率的國際單位制單位是1/秒或赫茲。
速度和角速度
做圓週運動的粒子的切向速度和角速度可以用週期和頻率來表示。
做圓週運動的質點的速度大小可以用以下公式表示:
做圓週運動的質點的角速度大小可以用以下公式表示:
備註:

問題範例
1. 兩個齒輪 A 和 B 分別有 20 和 50 個齒,它們相互嚙合,每個齒輪都成對出現。如果齒輪 A 在一秒鐘內旋轉 50 圈,那麼齒輪 B 的角速度是…
彭巴哈桑
我們都知道:
輪子 A 的齒數 = 20
車輪 B 的齒數 = 50
車輪A的角速度 ( ωA ) = 50 轉/秒
1 轉 = 2π 弧度
(50)(2π弧度)/秒 = 100π弧度/秒
問題:車輪 B 的角速度 ( ω B )
答:
車輪 A 的線速度:v A = r A ω A
車輪 B 的線速度:vB = rBωB
兩個輪子接觸,所以它們的線速度相同。
v A = v B
r A ω A = r B ω B
(20)( 100π 弧度/秒) = (50)(ω B )
(2)(100π rad/s) = (5)(ω B )
(2)(20π rad/s) = ω B
ωB = 40π rad/s
2. 2017高中/職業高中全國統考題
請看下圖。
一輛摩托車沿著彎道行駛,彎道與路肩的夾角為 α (tan α = 2/5)。為防止摩托車打滑,其最大速度為 20 m/ s。彎道的半徑是多少?
A. 50 米
B. 100 米
C. 200 米
D. 250 米
E. 400 米
彭巴哈桑
已知:
最大速度 (v) = 20 公尺/秒
正切值 α = 2/5
靜摩擦係數(μs ) =正切 α = 2/5
問題:彎曲半徑(r)
回答 :
向心加速度公式:
![]()
備註:
a <sub> s </sub> = 向心加速度,v = 速度,r = 曲率半徑
汽車轉彎時,作用在其上的唯一合力是靜摩擦力。靜摩擦力的公式為:
![]()
備註:
f <sub> s </sub> = 靜摩擦力,μ <sub>s</sub> = 靜摩擦係數,w = 重量,m = 質量,g = 重力加速度
牛頓第二定律描述圓週運動的公式:

正確答案是 B。
3. 2017高中/職業高中全國統考題
四個輪子連接方式如下圖!
半徑 RA = 6 厘米,RB = 3 厘米,RC = 2 公分和 RD = 5 厘米,輪 A 的線速度為 3 米/秒-1那麼,車輪D的角速度為…
彭巴哈桑
已知:
R A = 6 cm = 0,06 m,R B = 3 cm = 0,03 m,R C = 2 cm = 0,02 m,R D = 5 cm = 0,05 m。
v A = 3 ms -1
問題:車輪 D 的角速度 ( ω D )
回答 :
車輪A的角速度:
v A = r A ω A
ω A = v A / r A = 3 / 0,06 = 50 弧度/秒
A 輪和 B 輪以相同的角速度旋轉。
ωA = ωB = 50 rad /s
車輪B的角速度:
ωB = 50 rad/ s
車輪B的線速度:
v B = r B ω B
v B = (0,03)(50 rad/s)
vB = 1,5 公尺/秒
車輪 B 和車輪 C 的線速度相同。
vB = vC = 1,5 公尺/秒
輪子 C 和輪子 D 的線速度相同。
vC = vD = 1,5 公尺/秒
車輪D的角速度:
ωD = vD / rD = 1,5 / 0,05 = 30 rad/ s