Biasanya, apabila kita bercakap tentang pergerakan, kita membayangkan objek yang bergerak dalam garis lurus. Kelajuan pergerakan sedemikian biasanya dipanggil linear, dan pengiraan nilai puratanya adalah mudah: ia cukup untuk mencari nisbah jarak yang dilalui ke masa di mana ia diatasi oleh badan. Jika objek bergerak dalam bulatan, maka dalam kes ini bukan linear, tetapi halaju sudut sudah ditentukan. Apakah nilai ini dan bagaimana ia dikira? Inilah yang akan dibincangkan dalam artikel ini.
Halaju sudut: konsep dan formula
Apabila titik bahan bergerak di sepanjang bulatan, kelajuan pergerakannya boleh dicirikan oleh nilai sudut putaran jejari yang menghubungkan objek bergerak dengan pusat bulatan ini. Jelas bahawa nilai ini sentiasa berubah bergantung pada masa. Kelajuan proses ini berlaku hanyalah halaju sudut. Dalam erti kata lain, ini ialah nisbah magnitud sisihan jejarivektor objek kepada selang masa yang diperlukan objek untuk membuat putaran sedemikian. Formula halaju sudut (1) boleh ditulis seperti berikut:
w =φ / t, di mana:
φ – sudut putaran jejari, t – tempoh masa putaran.
Unit ukuran
Dalam sistem antarabangsa unit konvensional (SI), adalah kebiasaan untuk menggunakan radian untuk mencirikan lilitan. Oleh itu, 1 rad/s ialah unit asas yang digunakan dalam pengiraan halaju sudut. Pada masa yang sama, tiada siapa yang melarang penggunaan darjah (ingat bahawa satu radian adalah sama dengan 180 / pi, atau 57˚18 '). Juga, halaju sudut boleh dinyatakan dalam pusingan seminit atau sesaat. Jika pergerakan sepanjang bulatan berlaku secara seragam, maka nilai ini boleh didapati dengan formula (2):
w =2πn, di mana n ialah kelajuan.
Jika tidak, seperti yang dilakukan untuk kelajuan biasa, kelajuan sudut purata atau serta-merta dikira. Perlu diingatkan bahawa kuantiti yang dipertimbangkan adalah satu vektor. Untuk menentukan arahnya, peraturan gimlet biasanya digunakan, yang sering digunakan dalam fizik. Vektor halaju sudut diarahkan ke arah yang sama dengan pergerakan translasi skru dengan benang sebelah kanan. Dalam erti kata lain, ia diarahkan sepanjang paksi di sekeliling badan berputar, ke arah dari mana putaran dilihat berlaku mengikut lawan jam.
Contoh pengiraan
Andaikan anda ingin menentukan kelajuan linear dan sudut roda, jika diketahui bahawa diameternya ialah satu meter, dan sudut putaran berubah mengikut undang-undang φ=7t. Mari gunakan formula pertama kami:
w =φ / t=7t / t=7 s-1.
Ini akan menjadi halaju sudut yang diingini. Sekarang mari kita teruskan untuk mencari kelajuan pergerakan biasa. Seperti yang anda ketahui, v=s / t. Memandangkan s dalam kes kita ialah lilitan roda (l=2πr), dan 2π ialah satu pusingan penuh, kita mendapat yang berikut:
v=2πr / t=wr=70.5=3.5 m/s
Inilah satu lagi masalah mengenai topik ini. Adalah diketahui bahawa jejari Bumi di khatulistiwa ialah 6370 kilometer. Ia diperlukan untuk menentukan kelajuan linear dan sudut pergerakan titik yang terletak pada selari ini, yang berlaku akibat putaran planet kita di sekeliling paksinya. Dalam kes ini, kita memerlukan formula kedua:
w =2πn=23, 14 (1/(243600))=7, 268 10-5 rad/s.
Tinggal untuk mengetahui apakah kelajuan linear: v=wr=7, 268 10-5 63701000=463 m/s.
