Is de hoeksnelheid constant: wanneer, waarom en gedetailleerde feiten?

by

Dit artikel geeft antwoord op de vraag wanneer de hoeksnelheid constant is? De veranderingssnelheid van verplaatsing wordt snelheid genoemd.

In eenvoudige woorden is het de snelheid van een object met richting. Snelheid is gerelateerd aan een lineaire beweging, elk molecuul op het object beweegt met dezelfde snelheid. Hoeksnelheid heeft betrekking op de beweging waarbij het object om zijn as draait.

Wat is hoeksnelheid?

De snelheid van vectorrotatie van een object rond zijn as wordt de hoek genoemd snelheid. Simpel gezegd, het is de meting van hoe snel de hoekpositie van een object verandert.

Uit bovenstaande discussie kunnen we afleiden dat hoeksnelheid de conjugaat is van snelheid voor hoekbeweging. Hoeksnelheid is voor hoekbeweging wat snelheid is voor lineaire beweging. In de onderstaande paragrafen zullen we meer over hoeksnelheid bestuderen.

Is de hoeksnelheid constant
Afbeelding: Hoekbeweging

Afbeelding Credits: dnet gebaseerd op rasterversie uitgebracht onder GFDL, hoeksnelheid, CC BY-SA 3.0

Hoeksnelheid formule:

Zoals hierboven besproken, verandert de hoekpositie van een object met de tijd in hoekbeweging. De snelheid waarmee het verandert, wordt de hoeksnelheid genoemd. Het kan worden gegeven in termen van hoektermen en het kan ook worden afgeleid van termen die ook in lineaire beweging worden gebruikt.

Hoeksnelheid kan worden gevonden met behulp van de lineaire snelheid als de bewegingsstraal bekend is. Laten we de verschillende formules van hoekbeweging hieronder bekijken-

Met betrekking tot termen van lineaire beweging- V=rω

waar,

r is de straal van het hoektraject gevolgd door het object

V is de lineaire snelheid van het object dat loodrecht staat op het cirkelvormige pad

ω is de hoeksnelheid van het object

Met betrekking tot termen van hoekbeweging- ω = dθ/dt

waar,

theta is de hoekverplaatsing van het object

omega is de hoeksnelheid van het object

dt is de momentane beschouwde tijd

Wanneer is de hoeksnelheid constant?

Wanneer een object met dezelfde snelheid in een cirkel beweegt, kan worden afgeleid dat het een constante hoeksnelheid heeft.

We kunnen dus zeggen dat de hoeksnelheid van een object constant is wanneer het met dezelfde snelheid in een hoekbeweging beweegt. De omwenteling van de aarde is een voorbeeld van een constante hoekbeweging. Het duurt 365 dagen om een ​​beweging rond de zon te voltooien.

Waarom is de hoeksnelheid constant?

De reden dat de hoeksnelheid constant is, is dat het object in cirkelvormige beweging de hele tijd een gelijke hoekverplaatsing aflegt.

Dit gebeurt wanneer het object tijdens de hoekbeweging dezelfde snelheid heeft. Er zijn gelijke projecties van verplaatsing gemaakt door het object wanneer het met constante hoeksnelheid beweegt.

Voorbeeld van hoeksnelheid

Hoeksnelheid is gedefinieerd voor de objecten in hoekbeweging. We kunnen overal om ons heen hoekbewegingen zien. Het is gebruikelijk om hoekbewegingen van objecten waar te nemen.

Hoekbewegingen zijn belangrijk voor ons voortbestaan. Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden van hoekbeweging-

  • Vrolijk rondgaan- Een draaimolen is een rit waarbij de kinderen aan de omtrek van de rit zitten, terwijl de rit wordt ingeschakeld, begint deze rond het midden te draaien. De kinderen beginnen ook rond het rotatiecentrum te draaien.
  • Revolutie van de aarde– De aarde draait rond de zon met een tijdsperiode van 365 dagen. Dit is een voorbeeld van hoekbeweging van de aarde rond de zon.
  • Rotatie van de aarde– De aarde draait om zijn as (ook wel asrotatie genoemd). Men kan zeggen dat het oppervlak van de aarde in een hoekige beweging is.
  • Speelgoed topje– Een speelgoedblad draait rond zijn draaipunt. Het volgt een hoekbeweging.
  • Een plafondventilator– De bladen van de plafondventilator volgen een hoekbeweging wanneer de ventilator wordt ingeschakeld.
  • Een balletdanser– Een ballerina draait met tenen als middelpunt van rotatie. De rotatiesnelheid verandert terwijl ze haar handbewegingen spreidt en vernauwt.
  • Een steen vastgebonden met draad- Dit is de meest voorkomende voorbeeld van hoekbeweging. De steen ervaart een hoekbeweging wanneer deze aan een draad wordt vastgemaakt en gedraaid.
  • Een auto of fiets die op een cirkelvormig pad rijdt– De voertuigen ervaren hoekbewegingen tijdens het rijden op een cirkelvormig of gebogen pad.
  • Wielen van auto's– De wielen van auto's volgen een hoekbeweging. Deze beweging wordt omgezet in lineaire beweging van het voertuig. 
  • Een reuzenrad– Het reuzenrad beweegt in een hoekbeweging. De hutten bevinden zich aan de omtrek van het wiel. Deze cabines volgen de hoekbeweging samen met het wiel.

Typen hoeksnelheden

De hoeksnelheid kan grofweg in twee typen worden ingedeeld. We zullen in het onderstaande gedeelte over deze typen praten met enkele voorbeelden uit het dagelijks leven.

Soorten hoeksnelheden zijn-

  • Orbitale hoeksnelheid- Dit type snelheid bestaat in een object wanneer het object als geheel rond een gemeenschappelijk rotatiecentrum draait. Het voorbeeld dat dit het beste verklaart, is dat de aarde om de zon draait. De aarde als geheel volgt een cirkelvormige beweging rond de zon.
  • Spin hoeksnelheid- Dit type hoeksnelheid bestaat voor een object dat rond zijn middelpunt draait of roteert. Alle deeltjes of moleculen van het object draaien met het middelpunt van het object als rotatiecentrum. Het beste voorbeeld om de hoeksnelheid van de spin te verklaren, is de rotatie van de aarde rond zijn rotatie-as. Het aardoppervlak (inclusief grond, rivier en korst) draait om het middelpunt van de aarde. 

Voorbeeld van constante hoeksnelheid

In de bovenstaande paragrafen hebben we algemene voorbeelden van hoeksnelheid besproken. In deze sectie zullen we voorbeelden van constante hoeksnelheid bespreken.

constante hoeksnelheid voorbeelden worden hieronder gegeven-

  • Revolutie van de aarde rond zon- Omdat de aarde dezelfde hoeveelheid tijd nodig heeft om één omwenteling te voltooien, kunnen we zeggen dat ze met een constante hoeksnelheid beweegt.
  • Rotatie van de aarde rond zijn rotatie-as– De aarde heeft 24 uur nodig om één omwenteling te voltooien, hoewel het aantal iets afneemt, maar de verandering is zeer verwaarloosbaar. We kunnen zeggen dat het een beweging volgt met constante hoeksnelheid.
  • Ventilator op dezelfde snelheid- Wanneer de regelaar van de ventilator niet wordt aangeraakt en de ventilator met dezelfde snelheid draait, kunnen we zeggen dat de ventilator met een constante hoeksnelheid draait.
  • Revolutie van de maan rond de aarde- De maan heeft evenveel tijd nodig om één omwenteling rond de aarde te voltooien, we kunnen zeggen dat ze een constante hoeksnelheidsbeweging volgt.
  • Wielen van een voertuig dat met constante snelheid beweegt– Wanneer het voertuig met een constante snelheid rijdt, is het duidelijk dat de wielen ook met een constante snelheid of constante hoeksnelheid draaien.

De hoeksnelheid verandert niet als er weinig of geen weerstand is tegen de hoekbeweging. Zonder enige weerstand kunnen de objecten gemakkelijk hoeksnelheidsbewegingen bereiken.

Wat gebeurt er met de versnelling als de hoeksnelheid constant is?

De snelheid van verandering van hoeksnelheid van een object wordt genoemd als hoekversnelling. Als en wanneer de grootte van hoeksnelheid verandert, de grootte van hoekversnelling verandert ook.

We kunnen dus zeggen dat de hoekversnelling alleen zal veranderen als er een verandering in de hoeksnelheid is. Als de hoeksnelheid niet verandert, is de hoekversnelling nul.

Conversie van hoekbeweging naar lineaire beweging

De conversie van het ene type beweging naar het andere is een zeer nuttig hulpmiddel dat ons helpt bij het uitvoeren van verschillende taken. Enkele algemeen bekende voorbeelden waarbij we hoekbewegingen kunnen zien omgezet in lineaire beweging, worden hieronder vermeld:

  • Automobile– De cirkelvormige beweging van wielen wordt vertaald naar lineaire snelheid van de auto.
  • Tandheugel– De beweging van tandheugel is een voorbeeld van interconversie van lineaire beweging tot hoekbeweging.
  • Kogelslingeren– Terwijl de atleet de hamer draait, volgt de hamer een hoekbeweging. Wanneer de atleet de hamer loslaat, begint de hamer een parabolische baan te volgen.
  • Baller in cricket-De armen van baller volgen een hoekbeweging, de bal kopieert deze hoekbeweging ook. Het wordt vervolgens omgezet in lineaire beweging wanneer de bal wordt losgelaten.
  • Een golfbal slaan– De punt van de golfstick volgt een hoekbeweging. De hoekbeweging wordt omgezet in lineaire beweging als de bal een parabolisch pad volgt nadat hij is geraakt.

Lees ook: