Вращательная кинематика – Физика 298
“Люди говорят об убийстве времени, а
время тихо их убивает
Дион Бусико London Assurance (1841)
- На сегодняшний день мы рассмотрели кинематика и динамика частиц, в том числе поступательная и круговое движение, а также поступательное движение системы частиц (в частности, твердых тел) с точки зрения движение центра масс системы (тела). В В последнем случае мы можем представить себе, что вся масса объект находится в центре масс до внешней речь идет о поступательных силах.
- Следующим шагом является рассмотрение вращения твердого тела вокруг
фиксированная ось вращения. Примечание
что, поскольку мы рассматриваем твердое тело, каждая частица в теле остается неподвижной относительно
остальным
Этот означает, что при таком вращательном движении каждая частица движется в окружность, центр которой лежит на оси вращения. В на диаграмме справа объект вращается вокруг оси z; в две частицы образца движутся по кругу с радиусом r 1 и р 2 . Если мы можем описывают круговое движение частицы без непосредственного относительно его радиуса, то все частицы в системе будут описывается одной и той же системой уравнений. Хотя радиусы частиц различны, их угловые повороты одинаковы. Поэтому это необходимо ввести угловые переменные.
-
Радианная мера углы
- Угловая скорость (скорость) и Угловое ускорение
Угловая скорость
и угловое ускорение определяются аналогично
скорость и ускорение. Там
средние и мгновенные значения каждого из них.
Угловой ускорение не то же самое как центростремительное ускорение. Центростремительное ускорение возникает из-за изменение в
Точно как и в поступательном случае, разница между угловыми скорость и угловая скорость – это направление. Угловой скорость должна включать направление вращения вокруг оси в вопрос. Для например, 10 рад/с по часовой стрелке примерно ось x – угловая скорость, 10 рад/с относительно оси абсцисс угловая скорость.
- Уравнения кинематики вращения
По прямой аналогии с поступательной кинематикой уравнений, круговое движение вокруг одной оси при постоянном угловое ускорение может быть описано следующими четырьмя уравнения,
где мы сделали замены,
Обратите внимание, что так же, как
+x определяется произвольно вправо, положительное значение
тета может быть определена как по часовой стрелке или против часовой стрелки.
- Связь между Angular и
Трансляционные переменные
Запуск от определение радианной меры путем дифференцирования с относительно времени, мы можем показать, что
где v тангенциальная скорость, а a — тангенциальная ускорение.
А частица, совершающая круговое движение с переменным углом скорость (неравномерное круговое движение), будет испытывать два компоненты ускорения, тангенциальная составляющая из-за изменение величины его скорости и радиальной (центростремительной) составляющая из-за изменения направления ее скорости
Сеть ускорение частицы есть векторная сумма этих двух компоненты, как указано ниже. для вашего телефона информация
Возможно одновременное вращение вокруг нескольких осей.