均一に変化する円運動

たとえ 角速度を 一定に維持しても、この運動を維持する 正味の力 が存在します。 ニュートンの第 2 法則 によれば、この力は 加速度 (この場合は向心力) に関連付けられます。言い換えれば、 均一運動 と比較すると、一見矛盾しているように見えても、 円運動と均一運動 は、それを可能にする加速度があるため、実際には均一です。向心加速度は次の式で与えられます。

均一に変化する円運動

どこ:

  • v は物体の速度です
  • R は、記述された円の半径です。

向心加速度は方向と意味があるので ベクトル量 です。

関係性から

向心加速度は次のように書き換えることができます。

均一に変化する円運動

ただし、物体が円軌道上に留まり、軌道に沿って角速度が変化することも可能です。したがって、平均角加速度は、時間間隔にわたる角速度の変化です。

この方法で計算された加速度は、使用される時間間隔の間で速度が最終または最初の値とは異なる値を示す可能性があるため、平均 角加速度 と呼ばれます。ただし、最後の瞬間と最初の瞬間を近づけると、速度の変動がますます小さくなる可能性が高くなります。したがって、Δt はますます小さくなり、0 にどんどん近づきます (ただし、まったく 0 になることはありません)。次に、 瞬間的なスカラー加速度 が得られます。

平均角加速度

瞬間的な角加速度 (ゼロに向かう Δt の読み取り限界)。

均一に変化する円運動

スカラー量と角度量 () の関係から、次のことがわかります。

または

したがって、それぞれの動きの時間方程式におけるスカラー量と角量の間の関係を確立できます。

スピードクロック機能:

均一に変化する円運動

角時速関数

時空関数:

空間角時間関数

均一に変化する円運動

トリチェリの 一様変動円運動 方程式 (MCUV)

参考文献:

物理学の基礎 – Moderna Plus。ラマーリョ、ニコラウ、トレド。 Vol.01.モデルナ。第11版SP。 2016年

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