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원형 운동과 운동 방정식


뉴턴의 첫 번째 운동 법칙에 따르면 신체가 휴식 또는 움직임 상태에 있다면 외부 힘이 적용되지 않으면 계속 휴식 또는 움직임 상태에있을 것이라고 명시하고 있습니다. 이것은 신체가 특정 방향으로 움직이면 힘이 작용하고 방향을 바꾸거나 속도를 느끼지 않으면 그 방향으로 계속 움직일 것임을 의미합니다. 신체가 원형 운동에있을 때, 그것은 지속적으로 운동 방향을 바꾸고 있습니다. 따라서 일부 힘은 원형 경로를 따라 유지하기 위해 그것을 행동하고 있다고 생각합니다. 이 힘은 중심력이며, 신체가 원형 운동을 유지하는 것이 필수적입니다. 원형 운동과 관련된 다양한 운동 방정식이 있으며, 이는 운동의 다른 요인이 서로 관련되는 방식을 설명합니다.

각 주파수

물체가 특정 속도로 원형 경로를 따라 움직이고 주어진 시간 단위로 경로의 하나의 회로를 완료하는 경우 원형 운동에 있다고합니다. 이 움직임의 예는 벽 시계의 시간 손입니다. 손 자체는 벡터가 될 수 있습니다. 손 끝은 균일 한 원형 운동을 겪습니다. 핸드 또는 벡터 자체는 2π 라디안의 각도를 만들고, 완료하는 데 걸리는 시간은 1 시간입니다. 벡터가 2π 라디안을 완료하는이 속도를 각 주파수라고합니다. 일반적으로 ω =2πf로 표시됩니다. 따라서 t =2π/ω.

라는 방정식에서 추론 할 수 있습니다.

각속도

원형 운동의 각속도는 각도 변위를 각도 변위를 덮는 데 걸리는 시간으로 나누어 주어집니다. 일반적으로 그리스 문자 ω로 표시되며 측정 단위는 RAD/S입니다. 원형 운동에있는 물체는 각속도와 선형 속도를 갖습니다. 수학적 용어로, 각속도와 선형 속도 사이의 관계는 방정식에 의해 주어진다 :

v =ωr

여기서 v는 선형 속도, ω는 각속도이며, R은 원형 경로의 중심에 대한 위치 벡터입니다.

.

각도 가속도

정의에 따르면 가속은 단위당 속도의 변화입니다. 따라서 각속도는 단위당 각속도의 변화입니다. 각 운동량 측정 단위는 rad/s.

입니다

원형 운동으로 움직이는 신체의 각도 가속은 항상 축을 향합니다. 뉴턴의 제 2 법칙이 적용될 때, 결과력에 대한 다음 방정식은 f =mv/r로 도출됩니다. 이것은 원형 운동과 관련된 또 다른 운동 방정식입니다.

여기서 F는 중심력이고, M은 물체의 질량이고, v는 속도이며, R은 경로의 중심과 관련하여 입자의 위치입니다.

.

원형 운동의 운동 방정식 :

원형 운동에 대한 움직임 방정식은 다음 식

에 의해 주어진다.

θ =ω 0 +αt

θ =ω 0 t+1/2 αt

ω =ω 0 +2αθ

여기서, ω 0 초기 각속도입니다.

ω는 최종 각속도입니다.

θ는 각도 변위

입니다

α는 각속도이며

입니다

t는 시간입니다.

결론

원형 운동과 관련된 운동 방정식은 곡선 또는 원형 경로를 가로 지르는 물체가 움직이는 방식을 설명합니다. 원형 운동과 관련된 인자로부터 파생 된 이러한 운동 방정식은 속도와 가속도의 벡터와 크기와 신체를 원형 운동으로 유지하는 힘 사이에 다른 관계를 제공한다. 이러한 원형 운동의 움직임 방정식은 또한 원형 운동에 대한 다양한 질문에 대답하고 물체의 궤적을 예측하는 데 도움이됩니다.



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