Questo articolo risponde alla domanda quando la velocità angolare è costante? La velocità di variazione dello spostamento è chiamata velocità.
In parole semplici è la velocità di un oggetto con direzione. La velocità è correlata a un movimento lineare, ogni molecola sull'oggetto si muove con la stessa velocità. La velocità angolare si riferisce al movimento in cui l'oggetto ruota sul proprio asse.
Cos'è la velocità angolare?
La velocità di rotazione del vettore di qualsiasi oggetto attorno al suo asse è chiamata angolare velocità. In poche parole, è la misura di quanto velocemente cambia la posizione angolare di un oggetto.
Dalla discussione precedente possiamo dedurre che la velocità angolare è la coniugata della velocità per il movimento angolare. La velocità angolare sta al moto angolare come la velocità sta al moto lineare. Studieremo di più sulla velocità angolare nelle sezioni seguenti.
Crediti immagine: dnet basato sulla versione raster rilasciata sotto GFDL, Velocità angolare, CC BY-SA 3.0
Formula della velocità angolare
Come discusso in precedenza, la posizione angolare di un oggetto cambia nel tempo in movimento angolare. La velocità con cui cambia è chiamata velocità angolare. Può essere dato in termini angolari così come può essere derivato anche da termini usati nel movimento lineare.
La velocità angolare può essere trovata usando la velocità lineare se il raggio di movimento è noto. Vediamo le diverse formule del moto angolare sotto-
In relazione ai termini di moto lineare- V=rω
dove,
r è il raggio della traiettoria angolare seguita dall'oggetto
V è la velocità lineare dell'oggetto perpendicolare alla traiettoria circolare
ω è la velocità angolare dell'oggetto
In relazione ai termini di moto angolare- ω = dθ/dt
dove,
theta è lo spostamento angolare dell'oggetto
omega è la velocità angolare dell'oggetto
dt è il tempo istantaneo considerato
Quando la velocità angolare è costante?
Quando un oggetto si muove in un cerchio con la stessa velocità, si può dedurre che ha una velocità angolare costante.
Quindi possiamo dire che la velocità angolare di un oggetto è costante quando si muove alla stessa velocità in un movimento angolare. La rivoluzione della Terra è un esempio di moto angolare costante. Occorrono 365 giorni per completare il movimento intorno al Sole.
Perché la velocità angolare è costante?
Il motivo per cui la velocità angolare è costante è che l'oggetto in movimento circolare copre sempre lo stesso spostamento angolare.
Ciò accade quando l'oggetto ha la stessa velocità nel corso del movimento angolare. Ci sono uguali proiezioni di spostamento fatte dall'oggetto quando si muove con velocità angolare costante.
Esempio di velocità angolare
La velocità angolare è definita per gli oggetti in movimento angolare. Possiamo vedere il movimento angolare intorno a noi ovunque. È una cosa comune osservare i movimenti angolari degli oggetti.
I movimenti angolari sono importanti per la nostra sopravvivenza. Diamo un'occhiata ad alcuni esempi di moto angolare-
- Buon giro- Una giostra è una giostra in cui i bambini si siedono alla circonferenza della giostra, quando la giostra viene accesa inizia a ruotare attorno al suo centro. I bambini iniziano anche a ruotare attorno al centro di rotazione.
- Rivoluzione della Terra– La Terra ruota attorno al Sole con un periodo di tempo di 365 giorni. Questo è un esempio di moto angolare della Terra intorno al Sole.
- Rotazione della Terra– La Terra ruota attorno al suo asse (chiamato anche rotazione dell'asse). Si può dire che la superficie della Terra è in movimento angolare.
- Top giocattolo– Una parte superiore del giocattolo ruota attorno al proprio centro di rotazione. Segue un movimento angolare.
- Un ventilatore da soffitto– Le pale del ventilatore da soffitto seguono il movimento angolare quando il ventilatore è acceso.
- Una ballerina– Una ballerina ruota con le dita dei piedi come centro di rotazione. La velocità di rotazione cambia mentre si allarga e restringe i movimenti della mano.
- Una pietra legata con del filo: questa è la più comune esempio di moto angolare. La pietra subisce un movimento angolare quando è legata a un filo e ruotata.
- Un'auto o una bicicletta che corre su un percorso circolare– I veicoli sperimentano un movimento angolare durante la corsa su un percorso circolare o curvo.
- Ruote di automobili– Le ruote delle automobili seguono un movimento angolare. Questo movimento viene convertito in movimento lineare del veicolo.
- Una ruota gigante– La ruota gigante si muove con movimento angolare. Le cabine si trovano alla circonferenza della ruota. Queste cabine seguono il movimento angolare insieme alla ruota.
Tipi di velocità angolare
Le velocità angolari sono sostanzialmente classificate in due tipi. Discuteremo di questi tipi con alcuni esempi tratti dalla vita quotidiana nella sezione riportata di seguito.
I tipi di velocità angolare sono-
- Velocità angolare orbitale– Questo tipo di velocità esiste in un oggetto quando l'oggetto nel suo insieme ruota attorno a un centro di rotazione comune. L'esempio che spiega meglio questo è la Terra che ruota attorno al sole. La Terra nel suo insieme segue un movimento circolare attorno al Sole.
- Velocità angolare di spin– Questo tipo di velocità angolare esiste per un oggetto che ruota o ruota attorno al proprio centro. Tutte le particelle o molecole dell'oggetto ruotano con il centro dell'oggetto come centro di rotazione. Il miglior esempio per spiegare la velocità angolare di rotazione è la rotazione della Terra attorno al suo asse di rotazione. La superficie della Terra (compresi terra, fiume e crosta) ruota attorno al centro della Terra.
Esempio di velocità angolare costante
Nelle sezioni precedenti abbiamo discusso di esempi generali di velocità angolare. In questa sezione discuteremo di esempi di velocità angolare costante.
costante velocità angolare gli esempi sono riportati di seguito-
- Rivoluzione della Terra intorno al Sole- Poiché la Terra impiega la stessa quantità di tempo per completare una rivoluzione, possiamo dire che si muove con velocità angolare costante.
- Rotazione della Terra attorno al suo asse di rotazione– La Terra impiega 24 ore per completare una rotazione, anche se il numero è leggermente in diminuzione ma il cambiamento è molto trascurabile. Possiamo dire che segue un moto a velocità angolare costante.
- Ventola alla stessa velocità- Quando il regolatore della ventola non è toccato e la ventola ruota alla stessa velocità, possiamo dire che la ventola gira con velocità angolare costante.
- Rivoluzione della Luna intorno alla Terra- La Luna impiega la stessa quantità di tempo per completare una rivoluzione attorno alla Terra, possiamo dire che segue un movimento a velocità angolare costante.
- Ruote di un veicolo che si muove a velocità costante– Quando il veicolo si muove a velocità costante, è ovvio che anche le ruote ruotano a velocità costante o velocità angolare costante.
La velocità angolare non cambierà se c'è poca o nessuna resistenza al movimento angolare. Senza alcuna resistenza gli oggetti possono raggiungere facilmente il movimento di velocità angolare.
Cosa succede all'accelerazione quando la velocità angolare è costante?
Il tasso di cambio di La velocità angolare di un oggetto è chiamata accelerazione angolare. Come e quando la grandezza di la velocità angolare cambia, l'entità dell'accelerazione angolare cambia anche.
Quindi possiamo dire che l'accelerazione angolare cambierà solo se c'è un cambiamento nella velocità angolare. Se non vi è alcun cambiamento nella velocità angolare, l'accelerazione angolare sarà zero.
Conversione del moto angolare in moto lineare
La conversione di un tipo di movimento in un altro è uno strumento molto utile che ci aiuta a svolgere vari compiti. Alcuni esempi comunemente noti in cui possiamo vedere il movimento angolare convertito in movimento lineare sono elencati di seguito:
- automobile– Il movimento circolare delle ruote viene traslato alla velocità lineare dell'automobile.
- Rack e Pignone– Il movimento di cremagliera e pignone è un esempio di interconversione di moto lineare al moto angolare.
- Lancio del martello– Mentre l'atleta ruota il cane, il cane segue il movimento angolare. Quando l'atleta rilascia il martello, il martello inizia a seguire una traiettoria parabolica.
- Ballerino nel cricket-Le braccia del ballerino seguono un movimento angolare, anche la palla copia questo movimento angolare. Viene quindi convertito in movimento lineare quando la palla viene rilasciata.
- Colpire una pallina da golf– La punta della mazza da golf segue un movimento angolare. Il movimento angolare viene convertito in movimento lineare poiché la palla segue un percorso parabolico dopo essere stata colpita.
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Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.