Thông thường, khi chúng ta nói về chuyển động, chúng ta tưởng tượng một vật thể chuyển động trên một đường thẳng. Tốc độ của chuyển động như vậy thường được gọi là tuyến tính, và việc tính giá trị trung bình của nó rất đơn giản: chỉ cần tìm tỷ số giữa quãng đường đi được với thời gian mà vật bị vượt qua là đủ. Nếu vật chuyển động theo đường tròn, thì trong trường hợp này không phải là chuyển động thẳng, mà vận tốc góc đã được xác định. Giá trị này là gì và nó được tính như thế nào? Đây chính xác là những gì sẽ được thảo luận trong bài viết này.
Vận tốc góc: khái niệm và công thức
Khi một điểm vật chất chuyển động dọc theo một đường tròn, tốc độ chuyển động của nó có thể được đặc trưng bởi giá trị của góc quay của bán kính nối vật thể chuyển động với tâm của đường tròn này. Rõ ràng là giá trị này liên tục thay đổi tùy theo thời gian. Tốc độ mà quá trình này xảy ra không là gì khác ngoài vận tốc góc. Nói cách khác, đây là tỷ số giữa độ lệch của bán kínhvectơ của vật trong khoảng thời gian mà vật thực hiện được một chuyển động quay như vậy. Công thức vận tốc góc (1) có thể được viết như sau:
w=φ / t, trong đó:
φ - góc quay bán kính, t - khoảng thời gian quay.
Đơn vị đo lường
Trong hệ thống đơn vị quy ước quốc tế (SI), người ta thường sử dụng radian để đặc trưng cho lượt. Do đó, 1 rad / s là đơn vị cơ bản dùng trong tính toán vận tốc góc. Đồng thời, không ai cấm sử dụng độ (nhớ lại rằng một radian bằng 180 / pi, hay 57˚18 '). Ngoài ra, vận tốc góc có thể được biểu thị bằng số vòng quay trên phút hoặc trên giây. Nếu chuyển động dọc theo đường tròn xảy ra đồng đều, thì giá trị này có thể được tìm thấy bằng công thức (2):
w=2πn, trong đó n là tốc độ.
Ngược lại, cũng giống như đối với tốc độ bình thường, tốc độ góc trung bình hoặc tức thời được tính. Cần lưu ý rằng đại lượng đang xét là một vector. Để xác định hướng của nó, quy tắc gimlet thường được sử dụng, quy tắc này thường được sử dụng trong vật lý. Vectơ vận tốc góc hướng cùng chiều với chuyển động tịnh tiến của trục vít có ren bên phải. Nói cách khác, nó được hướng dọc theo trục mà cơ thể quay xung quanh, theo hướng mà chuyển động quay được nhìn thấy là ngược chiều kim đồng hồ.
Ví dụ tính toán
Giả sử bạn muốn xác định tốc độ thẳng và tốc độ góc của bánh xe là bao nhiêu, nếu biết rằng đường kính của nó là một mét, và góc quay thay đổi theo quy luật φ=7t. Hãy sử dụng công thức đầu tiên của chúng tôi:
w=φ / t=7t / t=7 s-1.
Đây sẽ là vận tốc góc mong muốn. Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang tìm tốc độ di chuyển thông thường. Như bạn đã biết, v=s / t. Cho rằng s trong trường hợp của chúng ta là chu vi của bánh xe (l=2πr), và 2π là một vòng quay hoàn toàn, chúng ta nhận được kết quả sau:
v=2πr / t=wr=70,5=3,5 m / s
Đây là một vấn đề khác về chủ đề này. Được biết, bán kính của Trái đất ở xích đạo là 6370 km. Yêu cầu xác định tốc độ chuyển động thẳng và góc của các điểm nằm trên song song này, xảy ra do chuyển động quay của hành tinh chúng ta quanh trục của nó. Trong trường hợp này, chúng ta cần công thức thứ hai:
w=2πn=23, 14(1 / (243600))=7, 26810-5rad / s.
Việc tìm ra tốc độ tuyến tính là: v=wr=7, 26810-5 63701000=463 m / s.
