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Was ist die Winkelgeschwindigkeit und wie es berechnet wird?

Normalerweise, wenn Menschen über den Umzug reden, stellen wir uns ein Objekt, das in einer geraden Linie bewegt. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung wird linear genannt, und die Berechnung des Mittelwerts ist einfach: es ist das Verhältnis der Strecke durch die Zeit gereist zu finden genügt, in der sie durch den Körper überwunden wurde. Wenn das Objekt entlang des Umfangs, in diesem Fall nicht mehr bestimmt durch die lineare und bewegt wird , die Winkelgeschwindigkeit. Welche Art von Wert und wie wird er berechnet? Dies ist nur in diesem Artikel sprechen.

Winkelgeschwindigkeit: das Konzept und die Formel

Wenn die Massenpunkt bewegt sich auf dem Umfang Geschwindigkeit seiner Bewegung durch den Drehwinkel des Radius charakterisiert werden , die mit der Mitte des Kreises , das sich bewegende Objekt verbindet. Es ist klar, dass diese Zahl ständig abhängig von der Zeit ändert. Die Geschwindigkeit, mit der dieser Vorgang stattfindet, und es gibt kein anderes als die Winkelgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, nahm das Verhältnis der Abweichung des Radiusvektors des Objekts auf die Länge der Zeit, die diese Aufgabe Drehung auszuführen. Winkelgeschwindigkeits Formel (1) kann in der Form geschrieben werden:

w = φ / t, wobei:

φ – Drehwinkelbereich,

t – Zeitdauer der Rotation.

Maßeinheit

Im internationalen System von konventionellen Einheiten (SI) für die Charakterisierung von Windungen Verwendung Radianten gemacht. Deshalb 1 rad / s – die Grundeinheit, die bei der Berechnung der Winkelgeschwindigkeit verwendet wird. Zur gleichen Zeit, verbietet niemand die Verwendung von Grad (beachten Sie, dass ein rad ist gleich 180 / pi oder 57˚18 ‚). Auch kann die Winkelgeschwindigkeit in der Anzahl der Umdrehungen pro Minute oder pro Sekunde ausgedrückt werden. Wenn die Bewegung statt gleichmäßig über den Umfang erfolgt, kann dieser Wert aus der Formel ermittelt werden (2):

w = 2π * n,

wobei n – Geschwindigkeit.

Ansonsten, so wie für die normale Geschwindigkeit durchgeführt wird, eine mittlere oder momentane Winkelgeschwindigkeit berechnen. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben eine Vektorgröße ist. Um die Richtung zu bestimmen , verwendet in der Regel der rechten Hand – Regel, die oft in der Physik verwendet wird. Der Winkelgeschwindigkeitsvektor, der in der gleichen Richtung, in der die Vorwärtsbewegung der Schraube aus dem Rechtsgewinde. Mit anderen Worten, es wird entlang der Achse ausgerichtet ist, um die sich der Körper in der Richtung, aus der die Drehung gegen den Uhrzeigersinn auftritt, beobachtet.

Beispiele für Berechnungs

Angenommen, Sie möchten, um zu bestimmen, was die lineare und Winkelgeschwindigkeit des Rades, wenn bekannt ist, daß sein Durchmesser zu einem Meter entspricht, und der Drehwinkel ändert sich in Übereinstimmung mit dem Gesetz φ = 7t. Wir nutzen unsere erste Formel:

w = φ / t = 7t / t = 7 s -1 ist .

Dies ist die erforderliche Winkelgeschwindigkeit. Lassen Sie uns nun gehen die übliche Geschwindigkeit finden, wir bewegen. Wie Sie wissen, v = s / t. Gegeben , dass s in unserem Fall – ein Umfang des Rades (l = 2π * R) und 2π – eine volle Umdrehung wird die folgende erhalten:

v = 2π · r / t = w * r = 7 * 0,5 = 3,5 m / s

Hier ist eine weitere Aufgabe zu diesem Thema. Es ist bekannt , dass der Radius der Erde am Äquator zu 6370 Kilometern entspricht. Erforderlich, um die lineare und Winkelgeschwindigkeit der Bewegung der Punkte auf diesem parallel, um zu bestimmen, der auf seiner Achse als Ergebnis der Rotation des Planeten auftritt. In diesem Fall müssen wir eine zweite Formel:

w = 2π * n = 3,14 * 2 * (1 / ( 24 * 3600)) = 7,268 * 10 -5 rad / s.

Es bleibt zu bestimmen , was die lineare Geschwindigkeit: v = w * r = 7.268 * 10 5 * 6370 * 1000 = 463 m / s.