Genellikle hareketten bahsettiğimizde düz bir çizgide hareket eden bir nesne hayal ederiz. Bu tür hareketin hızına genellikle doğrusal denir ve ortalama değerinin hesaplanması basittir: kat edilen mesafenin vücut tarafından üstesinden gelindiği zamana oranını bulmak yeterlidir. Nesne bir daire içinde hareket ederse, bu durumda doğrusal değil, açısal bir hız zaten belirlenir. Bu değer nedir ve nasıl hesaplanır? Bu makalede tam olarak tartışılacak olan budur.
Açısal hız: kavram ve formül
Maddi bir nokta bir daire boyunca hareket ettiğinde, hareketinin hızı, hareket eden nesneyi bu dairenin merkezine bağlayan yarıçapın dönüş açısının değeri ile karakterize edilebilir. Bu değerin zamana bağlı olarak sürekli değiştiği açıktır. Bu işlemin gerçekleştiği hız, açısal hızdan başka bir şey değildir. Başka bir deyişle, bu yarıçap sapmasının büyüklüğünün oranıdır.nesnenin vektörü, nesnenin böyle bir dönüşü yapmak için aldığı zaman aralığına. Açısal hız formülü (1) aşağıdaki gibi yazılabilir:
w =φ / t, nerede:
φ – yarıçap dönüş açısı, t – rotasyon süresi.
Ölçü birimleri
Uluslararası geleneksel birimler sisteminde (SI), dönüşleri karakterize etmek için radyan kullanmak gelenekseldir. Bu nedenle açısal hız hesaplamalarında kullanılan temel birim 1 rad/s'dir. Aynı zamanda, hiç kimse derece kullanımını yasaklamaz (bir radyanın 180 / pi veya 57˚18 'e eşit olduğunu hatırlayın). Ayrıca açısal hız, dakikadaki veya saniyedeki devir olarak ifade edilebilir. Daire boyunca hareket düzgün bir şekilde gerçekleşirse, bu değer formül (2) ile bulunabilir:
w =2πn, n, hızdır.
Aksi halde normal hız için yapıldığı gibi ortalama veya anlık açısal hız hesaplanır. Dikkate alınan miktarın bir vektör olduğu belirtilmelidir. Yönünü belirlemek için, genellikle fizikte sıklıkla kullanılan gimlet kuralı kullanılır. Açısal hız vektörü, sağdan dişli vidanın öteleme hareketiyle aynı yöne yönlendirilir. Başka bir deyişle, vücudun etrafında döndüğü eksen boyunca, dönüşün saat yönünün tersine gerçekleştiğinin görüldüğü yönde yönlendirilir.
Hesaplama örnekleri
Diyelim ki, çapının bir metre olduğu ve dönüş açısının φ=7t yasasına göre değiştiği biliniyorsa, tekerleğin doğrusal ve açısal hızının ne olduğunu belirlemek istiyorsunuz. İlk formülümüzü kullanalım:
w =φ / t=7t / t=7 s-1.
Bu, istenen açısal hız olacaktır. Şimdi normal hareket hızını bulmaya geçelim. Bildiğiniz gibi v=s/t. Bizim durumumuzda s'nin tekerleğin çevresi olduğu (l=2πr) ve 2π'nin bir tam dönüş olduğu göz önüne alındığında, şunu elde ederiz:
v=2πr / t=wr=70,5=3,5 m/s
İşte bu konuyla ilgili başka bir sorun. Ekvatordaki Dünya'nın yarıçapının 6370 kilometre olduğu bilinmektedir. Gezegenimizin kendi ekseni etrafında dönmesi sonucu oluşan bu paralel üzerinde yer alan noktaların doğrusal ve açısal hareket hızlarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu durumda ikinci formüle ihtiyacımız var:
w =2πn=23, 14 (1/(243600))=7, 268 10-5 rad/s.
Doğrusal hızın ne olduğunu bulmak için kalır: v=wr=7, 268 10-5 63701000=463 m/s.
