원형 운동 이해
* 균일 한 원형 운동 : 이것은 입자가 원형 경로를 따라 일정한 속도로 움직이는 가장 간단한 경우입니다. 운동 방향은 항상 입자의 위치에서 원에 접하는 것입니다.
* 불균일 한 원형 운동 : 입자의 속도는 원형 경로에 따라 다를 수 있습니다. 운동 방향은 여전히 입자의 위치에서 원에 접하는 것이지만 속도의 크기는 변합니다.
주요 개념
* 속도 : 속도는 속도와 방향을 모두 설명하는 벡터 수량입니다. 원형 운동에서, 속도 벡터는 항상 원에 접하는 것입니다.
* 각속도 (ω) : 이것은 입자가 얼마나 빨리 회전하는지를 설명합니다. 초당 라디안으로 측정됩니다 (RAD/S).
* 각도 위치 (θ) : 이것은 입자가 원의 기준점으로 만드는 각도입니다. 라디안에서 측정됩니다.
* 반경 (R) : 원의 중심에서 입자까지의 거리.
방향을 찾기위한 단계
1. 주어진 시간에 각도 위치 (θ)를 결정합니다.
* 초기 각도 위치 (θ₀)와 각속도 (ω)를 알고 있다면 다음 방정식을 사용할 수 있습니다.
* 입자의 움직임을 설명하는 방정식이있는 경우 주어진 시간에 θ를 찾는 데 사용할 수 있습니다.
2. 입자 위치의 좌표를 찾으십시오.
* 반경 (R)과 각도 위치 (θ)를 사용하면 입자의 X 및 Y 좌표를 찾을 수 있습니다.
* x =r * cos (θ)
* y =r * sin (θ)
3. 입자의 방향은이 시점에서 원에 접하는 것입니다. 이것을 시각화하려면 :
* 원의 중심에서 입자 위치로 선을 그립니다.
* 입자의 위치를 통과 하여이 라인에 수직으로 선을 그립니다. 이 수직선은 입자의 속도의 방향을 나타냅니다.
예
입자가 5 미터의 반경 원에서 2 rad/s의 일정한 각도 속도로 움직이는 것을 가정 해 봅시다. 그것은 0 라디안의 각도 위치에서 시작합니다. 시간 t =1 초에 방향을 찾고 싶습니다.
1. 각도 위치 : θ =θ₀ + ωt =0 + 2 * 1 =2 라디안
2. 좌표 :
* x =r * cos (θ) =5 * cos (2) ≈ -3.3 미터
* y =r * sin (θ) =5 * sin (2) ≈ 4.5 미터
3. 방향 : 입자는 좌표에 있습니다 (-3.3, 4.5). 이 지점을 연결하는 선을 그려 원점 (원의 중심)을 그립니다. 입자를 통과하는이 라인에 수직 인 선을 그립니다. 이 수직선은 입자의 속도의 방향을 나타냅니다.
중요한 참고 :
* 입자의 속도가 변하는 경우 (불균일 한 원형 운동) 속도의 방향은 여전히 원에 접하는 것이지만 주어진 시간에 속도의 크기를 찾으려면 추가 정보가 필요합니다.
