Conoscevi già il concetto di velocità e velocità. Ma il concetto di velocità angolare e velocità sono le quantità fisiche che devono essere comprese.
Quando si suppone che un oggetto si muova lungo il percorso circolare, ciò che fa un certo angolo è chiamato movimento angolare. Il concetto di velocità angolare e velocità angolare sono quantità derivate dalla movimento angolare dell'oggetto. Studiamo questi concetti in dettaglio.
Velocità angolare vs velocità angolare
Prima di andare a discutere il confronto tra velocità angolare e velocità angolare, studiamo il significato di velocità angolare e velocità angolare e la formula che viene utilizzata per il calcolo.
Cos'è la velocità angolare?
Supponiamo che tu stia ruotando una palla nell'orbita circolare, quindi la velocità angolare può essere definita come di seguito.
La velocità angolare è la misura di quanto rapidamente un corpo cambia il suo angolo nel tempo mentre ruota nell'orbita circolare.
Formula per calcolare la velocità angolare.
Per misurare la velocità angolare dell'oggetto rotante, dobbiamo calcolare il numero di giri che il corpo percorre nell'unità di tempo. L'angolo di rotazione deve essere preso in termini di radianti.
Per un angolo retto, definiamo il radiante come π/2, che fa muovendosi, quindi, per una rotazione completa, ha 2π radianti.
La velocità angolare è indicata dal simbolo ; è dato dall'equazione,
In cui si; è l'angolo di rotazione e t è il tempo impiegato per una rotazione.
Cos'è la velocità angolare?
Quando un oggetto ruota in un'orbita circolare con una certa velocità, la velocità angolare può essere definita allo stesso modo di come può essere definita la velocità lineare.
Il tasso di variazione del distanza percorso da un corpo in una traiettoria circolare uniforme con il tempo impiegato dal corpo per percorrere è chiamato come Velocità angolare.
Formula per calcolare la velocità angolare.
Per calcolare la velocità angolare, dobbiamo conoscere la direzione in cui ruota il corpo.
Supponiamo che l'oggetto ruoti in senso antiorario; allora la velocità angolare è data come;
In cui si; dθ è la variazione di spostamento angolare
dt è il cambiamento nel tempo.
Confronto tra velocità angolare e velocità angolare:
Conoscendo le differenze tra velocità angolare e velocità angolare, si può capire facilmente il concetto.
| Velocità angolare | Velocità angolare |
| La velocità angolare è una misura scalare dell'oggetto rotante. | La velocità angolare è un vettore misura dell'oggetto rotante. |
| La velocità angolare specifica solo la grandezza. | La velocità angolare specifica sia la grandezza che la direzione. |
| L'unità di velocità angolare è radianti/secondo. | unità di velocità angolare è anche radianti/secondo. |
| Non ha una direzione corretta per ruotare. | Ruota in una direzione particolare lungo gli assi, in senso orario o antiorario. |
| La velocità varia lungo il percorso circolare al variare dell'angolo. | La velocità rimane costante anche se gli angoli continuano a cambiare. |
| La velocità angolare fornisce il valore assoluto per il vettore di velocità, quindi dovrebbe essere positivo o zero. | La velocità angolare può diventare negativa ogni volta che ruota lungo l'asse negativo. |
Consideriamo un corpo che ruota in un'orbita circolare uniforme di raggio 'r'. Il corpo si sposta da una posizione all'altra formando un angolo 'θ' con il tempo 't'.
La velocità angolare è data da;
La velocità con cui il corpo si sposta da una posizione all'altra è data da,
s è lo spostamento che altro non è che la lunghezza d'arco del cerchio; dato da,
s=r|∆θ|
Ora, sostituendo i valori
Ma
Qual è il modulo della velocità angolare
Velocità = |ω| R
L'equazione di cui sopra implica che la velocità angolare è la grandezza della velocità angolare e il raggio del percorso attraverso il quale l'oggetto sta viaggiando.
Alcuni problemi risolti.
A palla sta ruotando in un percorso circolare ad una certa velocità. It ruota π radianti ogni 6 secondi. Ccalcolare la velocità di rotazione.
Soluzione:
La velocità è data
La rotazione al secondo è 1/6 , la velocità è data come
cioè,. = 6π rad/sec.
Un pneumatico ruota su un'orbita circolare di raggio 12 cm. L'angolo di rotazione è di 9 radianti ogni 3 secondi. Scopri la velocità angolare?
Soluzione:
La velocità angolare è data da;
Per una rotazione completa, la rivoluzione del pneumatico è di 360°. Quindi la rivoluzione è di 2π radianti.
= 6π rad/sec.
Un disco di 25 m di diametro ruota con una velocità di 16 m/s. Calcola la velocità angolare del pneumatico.
Soluzione:
Dato: Il diametro del pneumatico = 25m
Il raggio è dato da
= 1.28 unità/sec.
Calcola la velocità della Terra, che impiega 365 giorni per girare intorno al sole.
Soluzione:
La Terra impiega 365 giorni = t = 365 × 24 × 60 × 60
t = 31536000 s.
Poiché la terra ruota in un'orbita circolare, per un giro completo ci vogliono 2π radianti.
La velocità angolare è
= 1.99 × 10-4 unità/sec.
FDomande frequenti.
Cosa si intende per pseudo vettore?
Quando una grandezza fisica ha sia grandezza che direzione, allora si dice che la quantità è un vettore.
Anche gli pseudo vettori hanno sia la grandezza che la direzione. Ma cambia il suo orientamento quando cambiano gli assi delle coordinate.
In che modo la velocità angolare dipende dalla direzione?
La velocità angolare agisce lungo la direzione dell'asse di rotazione.
Se la velocità agisce verso l'asse di rotazione, l'oggetto è soggetto a ruotare in senso antiorario. Se la velocità agisce contro l'asse di rotazione, l'oggetto è soggetto a ruotare in senso orario.
Come fa la velocità angolare a rimanere costante nel moto circolare?
La velocità di un corpo rimane la stessa anche se la direzione può cambiare.
Quando un corpo è sottoposto a un movimento circolare, la direzione del corpo può continuare a cambiare. Poiché si tratta di una grandezza vettoriale, la grandezza bilancia il cambiamento nella posizione e la velocità angolare rimane costante.
In che modo la forza centripeta influisce sulla velocità angolare?
La forza centripeta agisce perpendicolarmente alla velocità lungo il percorso circolare.
La forza di attrito contribuisce alla forza centripeta, che è uguale alla velocità angolare. Maggiore è la forza centripeta minore sarà il raggio, ma la velocità rimane la stessa.
Il raggio cambia la velocità angolare di un corpo?
Il raggio non provoca alcun tipo di variazione della velocità angolare.
La velocità angolare è la stessa in ogni punto del percorso circolare, ma non la velocità lineare. È perché il corpo in movimento viaggia con lo stesso angolo allo stesso tempo in ogni punto del percorso circolare uniforme.
Quando la velocità angolare diventa negativa?
Se l'oggetto ruota in senso orario, allora il la velocità diventa negativa.
Il segno del vettore velocità dipende dal sistema di coordinate. La velocità diventa negativa solo quando l'oggetto si sposta da sinistra a destra dell'asse delle coordinate.
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Sono Keerthi K Murthy, ho completato la specializzazione in Fisica, con la specializzazione nel campo della fisica dello stato solido. Ho sempre considerato la fisica come una materia fondamentale e collegata alla nostra vita quotidiana. Essendo uno studente di scienze mi piace esplorare nuove cose in fisica. Come scrittore il mio obiettivo è raggiungere i lettori in modo semplificato attraverso i miei articoli.
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