Dodaj do listy

Ruch po okręgu

Ruch jednostajny po okręgu - jest to ruch, w którym ciało porusza się po torze, który jest okręgiem i w równych odstępach czasu pokonuje ono równe odległości (długości łuku).

Okres - czas, w którym ciało dokonuje pełnego obiegu po okręgu. Okres zwykle oznacza się literą T i podaje się go w sekundach.

Częstotliwość - jest to liczba pełnych obiegów jakie ciało wykonuje w jednostce czasu (np. w 1 sekundzie). Częstotliwość zwykle oznacza się literą f i podaje się ją w Hertzach.

Pomiędzy okresem i częstotliwością istnieje związek, taki, że okres jest odwrotnością częstotliwości, a częstotliwość jest odwrotnością okresu.

Prędkość w ruchu jednostajnym po okręgu - w ruchu po okręgu mamy do czynienia z dwoma rodzajami prędkości:

- prędkość liniowa, której kierunek jest styczny do okręgu w każdym jego punkcie, jej wartość jest stała. Jest to stosunek przebytej drogi s, do czasu t w jakim ta droga został przebyta. Gdy droga to pełny obwód okręgu, czyli s = 2πr, to czas w jakim została ona przebyta t = T, czyli prędkość liniowa wynosi:

v = 2πr/T

- prędkość kątowa, która określa jak szybko się zmienia położenie kątowe ciała. Jest to stosunek kąta środkowego φ, (który jest podany w radianach) do czasu t. W przypadku gdy mamy do czynienia z pełnym kątem φ = 2π, to czas t = T i prędkość kątowa wynosi:

ω = 2π/T

Pomiędzy prędkością kątową a liniową istnieje następujący związek:

v = ω r 

Przyspieszenie w ruchu jednostajnym po okręgu - pomimo faktu, że wartość prędkości liniowej jest stała, to zmienia się jej kierunek, a jeżeli istnieje zmiana prędkości musi istnieć także pewne przyśpieszenie. Przyśpieszenie to określa się mianem przyśpieszenia dośrodkowego, gdyż w czasie ruchu jest ono cały czas skierowane do środka okręgu. Wzór na przyśpieszenie dośrodkowe:

a = v2/r

Siła w ruchu jednostajnym po okręgu - jeżeli istnieje przyśpieszenie dośrodkowe, z jakim porusza się ciało, to musi także istnieć pewna siła na nie działająca. Siła ta także jest nazywana siłą dośrodkową, jednak działa w przeciwnym kierunku niż przyśpieszenie dośrodkowe. Korzystając z II zasady dynamiki Newtona mamy:

F = ma

F = mv2/r

Siła dośrodkowa, bywa także określana mianem siły odśrodkowej, ponieważ powoduje wypychanie ciała z okręgu. Aby ciało nadal poruszała się po okręgu, niezbędne jest zastosowanie pewnych więzów, jak np. sznurka łączącego ciało ze środkiem okręgu. Dzięki temu siła sprężystości sznurka powoduje przeciwdziałanie sile odśrodkowej i utrzymanie ciała na okręgu.