Cách tính vận tốc tuyến tính

NộI Dung

• Thời gian và tần suất
• Công thức vận tốc góc
• Công thức vận tốc tuyến tính
• Trái đất chuyển động nhanh như thế nào?

Bạn có bao giờ tự hỏi làm thế nào các nhà khoa học có thể tìm ra tốc độ của Trái đất khi nó di chuyển quanh Mặt trời? Họ không làm điều đó bằng cách đo thời gian cần thiết để hành tinh vượt qua một cặp điểm tham chiếu, bởi vì không có tài liệu tham khảo nào như vậy trong không gian. Họ thực sự lấy được vận tốc tuyến tính của Trái đất từ ​​vận tốc góc của nó bằng một công thức đơn giản hoạt động cho bất kỳ cơ thể hoặc điểm nào trong vòng tròn xoay quanh một điểm trung tâm hoặc trục.

Thời gian và tần suất

Khi một đối tượng đang quay quanh một điểm trung tâm, thời gian cần thiết để hoàn thành một cuộc cách mạng duy nhất được gọi là giai đoạn = Stage (p) của vòng quay. Mặt khác, số vòng quay mà nó tạo ra trong một khoảng thời gian nhất định, thường là một giây, là tần số (đụ). Đây là số lượng nghịch đảo. Nói cách khác, p = 1/đụ.

Công thức vận tốc góc

Khi một vật đi trên một đường tròn từ điểm Một chỉ B, một đường thẳng từ đối tượng đến tâm của vòng tròn vạch ra một vòng cung trên vòng tròn trong khi quét ra một góc ở tâm vòng tròn. Nếu bạn biểu thị độ dài của cung AB với bức thư "S"và khoảng cách từ vật đến tâm vòng tròn"r, "giá trị của góc (ø) quét ra khi đối tượng đi từ Một đến B được đưa ra bởi

phi = frac {s} {r}

Nói chung, bạn tính tốc độ góc trung bình của vật quay (w) bằng cách đo thời gian (t) phải mất đường bán kính để quét bất kỳ góc nào ø và sử dụng công thức sau:

w = frac { phi} {t} ; ( {rad / s})

ø được đo bằng radian. Một radian bằng góc quét khi cung S bằng bán kính r. Nó khoảng 57,3 độ.

Khi một đối tượng thực hiện một cuộc cách mạng hoàn chỉnh xung quanh một vòng tròn, đường bán kính quét ra một góc 2π radian, hoặc 360 độ. Bạn có thể sử dụng thông tin này để chuyển đổi vòng / phút sang tốc độ góc và ngược lại. Tất cả bạn cần làm là đo tần số trong vòng quay mỗi phút. Ngoài ra, bạn có thể đo khoảng thời gian, đó là thời gian (tính bằng phút) cho một cuộc cách mạng. Vận tốc góc sau đó trở thành:

w = 2πf = frac {2π} {p}

Công thức vận tốc tuyến tính

Nếu bạn xem xét một loạt các điểm dọc theo đường bán kính chuyển động với vận tốc góc là w, mỗi cái có một vận tốc tuyến tính khác nhau (v) tùy thuộc vào khoảng cách r của nó từ tâm quay. Như r trở nên lớn hơn v. Mối quan hệ là

v = wr

Vì radian là đơn vị không thứ nguyên, biểu thức này cho tốc độ tuyến tính theo đơn vị khoảng cách theo thời gian, như bạn mong đợi. Nếu bạn đã đo tần số quay, bạn có thể tính trực tiếp vận tốc tuyến tính của điểm quay. Nó là:

v = (2πf) × r v = bigg ( frac {2π} {p} bigg) × r

Trái đất chuyển động nhanh như thế nào?

Để tính vận tốc của trái đất trong dặm một giờ, bạn chỉ cần hai mẩu thông tin. Một trong số đó là bán kính của quỹ đạo Trái đất. Theo NASA, 1,496 × 10 của nó⁸ km, hoặc 93 triệu dặm. Một thực tế khác mà bạn cần là thời kỳ quay của Trái đất, rất dễ để tìm ra. Đó là một năm, tương đương với 8760 giờ.

Cắm các số này vào biểu thức v = (2π/p) × r cho bạn biết rằng tốc độ tuyến tính của trái đất di chuyển quanh mặt trời là:

Begin {} liên kết v & = bigg ( frac {2 × 3,14} {8760 ; {hours}} bigg) × 9,3 × 10 ^ 7 ; {dặm} & = 66.671 {dặm mỗi giờ} end {căn chỉnh}