Як визначити кутове прискорення

Для опису руху тіл по складній траєкторії, в тому числі по колу, в кінематиці використовуються поняття кутова швидкість, кутове прискорення. Прискорення характеризує зміна кутової швидкості тіла в часі. У численних кінематичних задачах потрібно описати рух тіла навколо рухомих і нерухомих точок по певній осі. При цьому як швидкість, так і кутова прискорення можуть змінюватися в часі.
Як визначити кутове прискорення

Вам знадобиться

  • - калькулятор.

Інструкція

1
Пам`ятайте, що кутова прискорення є похідною за часом, взятої від вектора кутової швидкості (або ). Це також означає, що кутова прискорення являє собою другу похідну, взяту за часом t від кута повороту. кутове прискорення можна записати в наступному вигляді: = d / dt. Таким чином, знайти середнє кутове прискорення можна з відношення приросту кутової швидкості до збільшенню часу руху: пор. = / t.
2
Знайдіть середню кутову швидкість для того, щоб обчислити кутову прискорення. Припустимо, що обертання тіла навколо нерухомої осі описується рівнянням = f (t), а - кут в конкретний момент часу t. Тоді через певний проміжок часу t з моменту t зміна кута складе . Кутова швидкість є відношенням і t. Визначте кутову швидкість.
3
Знайдіть середнє кутове прискорення за формулою пор. = / t. Тобто зміна кутової швидкості поділіть за допомогою калькулятора на відомий проміжок часу, за який рух відбувалося. Частка від ділення є шуканої величиною. Запишіть знайдене значення, висловивши його в рад / с.


4
Зверніть увагу, якщо в задачі потрібно знайти прискорення точки обертового тіла. Швидкість руху будь-якої точки такого тіла дорівнює добутку кутової швидкості і відстані від точки до осі обертання. При цьому прискорення даної точки складається з двох складових: дотичній і нормальною. Дотична сонаправлени по прямій з швидкістю при позитивному прискоренні і назад спрямована при негативному прискоренні. Нехай відстань від точки до осі обертання буде позначено R. А кутова швидкість буде знайдена за формулою: = v / t, де v - лінійна швидкість руху тіла. Щоб знайти кутове прискорення, розділіть кутову швидкість на відстань між точкою і віссю обертання.

Рада 2: Як слід визначати кутове прискорення

кутове прискорення показує: як змінилася кутова швидкість тіла, що рухається по колу, за одиницю часу. Тому для його визначення знайдіть початкову і кінцеву кутові швидкості за даний проміжок часу і розрахуйтеся. Крім того, кутова прискорення пов`язане з лінійним (тангенціальним) прискоренням.
Як слід визначати кутове прискорення

Вам знадобиться

  • секундомір, лінійка, прилад для вимірювання миттєвої швидкості.

Інструкція

1
Візьміть початкову і кінцеву кутові швидкості руху по колу. Виміряйте час, за яке змінювалася швидкість в секундах. Потім від кінцевої кутової швидкості відніміть початкову швидкість і поділіть це значення на час = ( - 0) / t. Результатом буде кутовий прискорення тіла. Для того щоб виміряти миттєву кутову швидкість тіла, що рухається по колу, за допомогою спідометра або радара виміряйте його лінійну швидкість і поділіть її на радіус кола, по якій рухається тіло.
Якщо при розрахунку значення кутового прискорення позитивне, то тіло збільшує свою кутову швидкість, якщо негативне - зменшує.
2



При початку руху тіла зі стану спокою, виміряйте час, за який вона робить повний оборот (період обертання). В цьому випадку кутовий прискорення буде дорівнює добутку чисел 4 на 3,14 і радіус кола траєкторії, поділений на квадрат періоду = 4 • 3.14 • R / T .
3
У тому випадку, якщо тіло рухається по колу з кутовим прискоренням, обов`язково присутній і лінійне прискорення, яке називається тангенціальним. Його можна виміряти будь-яким з відомих методів для лінійного прискорення. Наприклад, виміряти миттєву лінійну швидкість в деякій точці кола і потім в тій же тузі після одного обороту. Потім, різниця квадратів другій і першій виміряної швидкості і поділіть послідовно на числа 4 і 3,14, а також радіус кола a = (v -v0 ) / (4 • 3.14 • R).
4
При відомому тангенціальному прискоренні знайдіть кутове прискорення, поділивши тангенціальне на радіус кола, по якій рухається тіло = a / R. Дане прискорення ні в якому разі не можна плутати з доцентрові, яке присутнє навіть при рівномірному русі по колу. Якщо немає тангенціального прискорення - кутове прискорення дорівнює нулю.
Зверніть увагу
Точно визначте, рухлива чи вісь, навколо якої рухається тіло, так як це має принципове значення для знаходження кутового прискорення. Кут повороту є скалярною величиною. При цьому нескінченно малий поворот, що позначається d , є векторною величиною. Його напрямок визначається за правилом правої руки (за правилом свердлика) і безпосередньо пов`язане з віссю, навколо якої тіло обертається.
Корисна порада
Пам`ятайте, що вектор кутового прискорення спрямований уздовж осі, навколо якої рухається тіло. При цьому його напрямок збігається з напрямком руху при позитивному прискоренні і протилежно йому при негативному або при уповільненому русі.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!


Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 92
Увага, тільки СЬОГОДНІ!