7 حقائق عن ثابت التسارع الزاوي: كيف ولماذا ومتى لا


تتغير السرعة الزاوية بشكل مباشر فيما يتعلق بالوقت. كما نعلم ، فإن التسارع الزاوي ثابت ولا يعتمد على الوقت المتقلب. التسارع الزاوي هو ميل السرعة الزاوية مقابل الرسم البياني الزمني ، α = dωdt.

التسارع الزاوي هو “تقدير السرعة الزاوية التغييرات. إذا زادت عجلة الطحن بمعدل ثابت ، فسنسمي ثابت التسارع الزاوي. لا يختلف الإشراف على السرعة الزاوية ولا شدتها. يُشار إلى التسارع الزاوي بالرمز α ويشار إليه بالراديان في الثانية.

متى يكون التسارع الزاوي ثابتًا؟

تحدث الحركة ذات التسارع الزاوي الثابت في الحياة اليومية كلما تم التخلص من أداة: تسقط الأداة لأسفل مع التسارع الزاوي الثابت تحت تأثير الجاذبية. يبدأ الإزاحة مقابل الوقت والسرعة مقابل الوقت للأداة بتسارع زاوي ثابت.

النظر في سبيل المثال عند الحركة الجهاز أحادي البعد ؛ أي أن الجسم يتحرك في خط مستقيم. لنفترض أن زخم هذه الأداة ثابت و X. الآن ، بما أن الزخم ثابت ، سيكون هناك ركود في الإشراف. سيكون هناك ركود في سرعته ، لذا فإن التسارع الزاوي ثابت.

هل التسارع الزاوي ثابت
عجلة طحن ذات صورة تسارع زاوي ثابت: pixabay

بالنسبة لجسم صلب ، يأتي التسارع الزاوي من صافي عزم الدوران الخارجي. جميع النقاط إلى الداخل من الجسم الصلب لها تسارع زاوي ثابت. على الرغم من أن الخطي الزخم والتسارع الزاوي من النقاط الممنوحة في الجسم الصلب تعتمد على ترتيب النقطة التي يمكن مقارنتها بمحور الدوران.

هو ثابت التسارع الزاوي
الجسم الصلب هو مثال على ائتمان صورة التسارع الزاوي الثابت: pixabay

كيف ثابت التسارع الزاوي؟

قم بتوصيل المحرك بالبطارية وتشغيلها. ومن ثم يضغط المحرك على الطاقة من البطارية ، وسوف يتباطأ بمعدل ثابت. إذا تم توفير مصدر طاقة ثابت ، فستكون السرعة الزاوية للمحرك ثابتة. إذا استنزف مصدر الطاقة بمعدل ثابت ، فإن الحركة الزاوية للمحرك ستنخفض بمعدل ثابت.

قم بتوصيل محرك مفكك برافعة مقاومة قابلة للتغيير. يسمى هذا البناء بالمقاومة ، R. المحرك في هذا البناء متصل بمصدر طاقة ثابت وبالتالي له سرعة زاوية ثابتة. يضمن هذا المحرك أن المقاومة تختلف باستمرار.

قم بتوصيل أحد طرفي المقاومة R بمصدر طاقة ثابت منفصل يسمى S ، وطرف آخر للمحرك ، والذي يسمى M. R ، يختلف خطيًا ؛ ومن ثم فإن القوة إلى M تختلف خطيًا. تتوافق السرعة الزاوية للمحرك على الفور مع مصدر الطاقة. ومن ثم ، فإن الاختلاف الخطي في السرعة الزاوية مشتق من التسارع الثابت M.

هل التسارع الزاوي ثابت دائمًا؟

لا ، التسارع الزاوي ليس دائمًا ثابتًا. يجب أن يختلف التسارع الزاوي في بعض الظروف. في الأجسام الصلبة ، يحدث التسارع الزاوي بسبب صافي عزم الدوران الخارجي. ومع ذلك ، بالنسبة للهيئات غير الصلبة ، فإنه لا ينطبق. على سبيل المثال ، يمكن للمتزلجة على الجليد تصعيد دورانها عادةً من خلال الحصول على تسارع زاوي عن طريق ضغط ذراعيها وساقيها ، والتي لا تحتوي على أي قوة خارجية.

هو ثابت التسارع الزاوي
رصيد صورة متزلج الشكل: pixabay

هناك اختلاف في السرعة في أي لحظة. خلاف ذلك ، فيما يتعلق بالتغير في السرعة أو الزاوية ، سيكون هناك تسارع غير رقمي. وفقًا لستيف ج. التسارع الزاوي ليس ثابتًا إذا لم تكن القوة الكلية ثابتة.

If عجلة فيريس تعمل ، لها سرعة زاوية ثابتة ؛ عندما تتوقف وتبدأ ، يجب أن تتعزز أو تسقط طوال هذا الوقت ؛ تختلف السرعة الزاوية لعجلة فيريس ؛ كلما اختلفت سرعة الأداة ؛ لها عجلة زاويّة غير ثابتة في هذه الحالة.

متى يكون التسارع الزاوي غير ثابت؟

في ثنائي الأبعاد ، يتصرف التسارع الزاوي مثل العددي الذي يكون مؤشره مناسبًا ليكون موجبًا إذا كانت السرعة الزاوية تتوسع عكس اتجاه عقارب الساعة أو تنخفض في اتجاه عقارب الساعة وتعتبر سالبة إذا كانت السرعة الزاوية تتوسع في اتجاه عقارب الساعة أو تنخفض عكس اتجاه عقارب الساعة. ومن ثم يمكننا القول أن التسارع الزاوي ليس ثابتًا في الأبعاد الثنائية.

هو ثابت التسارع الزاوي
رصيد صور للأدوات ثنائية الأبعاد: pixabay

عادة ، القوة الصافية تبذر التسارع ، وبذور عزم الدوران الصافي التسارع الزاوي، لذلك يمكننا أن نتخيل أن عزم الدوران هو التناسب الزاوي للقوة. يحمل عزم الدوران القوى في عالم الدوران. معظم الأدوات ليست نقاطًا دقيقة أو كتلًا غير مرنة ، لذلك إذا وثقنا بها ، فهي لا تتحرك فقط بل تدور أيضًا ؛ ومن ثم فإن التسارع الزاوي ليس ثابتًا.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم استخدام عزم الدوران لأداة دوارة سابقة في الإشراف الذي يدور ، فإنه يوسع سرعتها الزاوية. إذا تم استخدامه في الإشراف العكسي ، يدور الجهاز ويقلل من سرعته الزاوية. لذلك يؤثر عزم الدوران خطيًا على السرعة الزاوية لجهاز دوار.

ماذا يحدث عندما يكون التسارع الزاوي ثابتًا؟

بالنسبة للتسارع الزاوي الثابت ، تتغير السرعة الزاوية بشكل مباشر. ومن ثم ، فإن متوسط ​​السرعة الزاوية هو نصف السرعة الزاوية المبكرة بالإضافة إلى السرعة الزاوية الأخيرة في فترة معينة:-= ω0 + ωf2. لنفترض أن الأداة الصلبة تدور مع تسارع زاوي ثابت ، ثم تدور كل نقطة على الجهاز بنفس تسارع الجاذبية.

عندما تتحرك الأداة في دائرة بنفس السرعة ، يمكن أن تستنتج أن لها سرعة زاوية ثابتة. ومن ثم يمكننا القول أن السرعة الزاوية للأداة تكون ثابتة عندما تتحرك بسرعة متساوية في حركة زاوية.

إذا كان التسارع الزاوي ثابتًا ، يكون الإشراف عموديًا على مستوى إعادة الترتيب ، ويكون الإشراف على السرعة الزاوية من خلال محور الدوران. إذا كانت الأداة الذكية تدور بشكل ثابت التسارع الزاوي، تظل ثابتة طالما تمت محاكاتها على عزم دوران خارجي.

هل العجلة الزاوية ثابتة في حركة دائرية منتظمة؟

نعم ، التسارع الزاوي ثابت في حركة دائرية منتظمة لأن السرعة المتغيرة تدل على وجود تسارع. هذا التسارع الجاذبي له شدة لا نهاية لها ويتم إجراؤه في كل مرة فيما يتعلق بمحور الدوران. ومن ثم ، الزاوي التسارع ثابت في حركة دائرية منتظمة.

ومع ذلك ، فإن السرعة والسرعة ليسا ثابتين ؛ تعتمد السرعة على الحجم والاتجاه لأن السرعة كمية متجهة. يختلف إشراف متجه السرعة باستمرار أثناء التحرك في حركة دائرية موحدة. توضح هذه السرعة المتغيرة وجود التسارع.

يوفر تسارع الجاذبية هو من الضخامة التي لا نهاية لها والإشراف في جميع الأوقات حول محور الدوران. ومن ثم ، فإن التسارع الزاوي ثابت في حركة دائرية منتظمة.

عندما تتحرك الأداة في حركة دائرية بسرعة متساوية ، سيكون لها سرعة ثابتة. في ظل هذه الحالة ، يكون التسارع الزاوي للأداة ثابتًا.

ما اتجاه العجلة الزاوية في حركة دائرية منتظمة؟

الإشراف متفاوت باستمرار. لذلك هناك اختلاف في السرعة لأننا نراقب أيضًا حركة أي أداة عند استخدام السرعة. لذلك ، يجب أن يكون هناك بعض التسارع ، والذي يكون في إشراف عمودي داخلي.

في حركة دائرية منتظمة تقوم بها أي أداة ، فإنها تنتقل بسرعة ثابتة في محيط الدائرة. لذا ، فإن التسارع يرجع فقط إلى اختلاف الإشراف على الجهاز. دع الجهاز يتحرك في كرة نصف قطرها r بسرعة منتظمة v ، ثم يتم تمثيل السرعة الزاوية ω للأداة بـ ω = vr.

يتم توفير السرعة عند أي نقطة في حركة دائرية منتظمة عن طريق التباعد إلى تلك النقطة في الإشراف على الحركة. الرسم البياني أدناه حيث أن الإيماءة في الإشراف الأيسر ؛ ومن ثم فإن سرعة الكرة ستكون أيضًا في الاتجاه الأيسر. حاليًا ، نظرًا لأنها حركة موحدة ، فإن السرعة ثابتة ؛ ومن ثم فإن التسارع التباعد هو صفر ، والكرة لديها فقط تسارع الجاذبيةوالإشراف ونقطة المسار الدائري.

هو ثابت التسارع الزاوي

في الختام

بالنظر إلى جميع الحقائق المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن التسارع الزاوي ثابت حسب الظروف المحددة ؛ يظل التسارع الزاوي ثابتًا في حركة دائرية منتظمة وعجلة فيريس. إذا لم تكن القوة الكلية ثابتة ، فإن التسارع الزاوي ليس ثابتًا. أخيرًا ، في بعض الظروف ، يكون التسارع الزاوي ثابتًا ؛ في حالات أخرى ، التسارع الزاوي ليس ثابتًا.

ميغا BR

مرحبًا ، أنا Megha BR ، لقد أكملت ما بعد التخرج في فيزياء الحالة الصلبة ومتابعة B. Ed. أنا متحمس للفيزياء. ككاتبة أكاديمية ، هدفي هو الوصول إلى القراء بطريقة مبسطة من خلال مقالاتي. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/megha-br-08a129206

آخر المقالات