Круговий рух фізики. Період та частота обігу - Гіпермаркет знань

Швидкістю електроприводу називають швидкість електрорухового пристрою (електродвигуна) і всіх мас, що рухаються, механічно пов'язаних з ним.

У суднових електроприводах використовують переважно два види руху:

1. поступальне, наприклад, переміщення вантажу за допомогою лебідки, рух стрічки транспортера тощо;

2. обертальне, наприклад, обертання валу електродвигуна насоса.

Крім поступального та обертального, у деяких суднових електроприводах використовується зворотно-поступальний рух, наприклад, у поршневих насосах.

Вал електродвигуна обертається і через кривошипно-шатунний механізм застав-

ляє поршень усередині циліндра рухатися поступально, вгору-вниз.

Тому одиниці вимірювання швидкості при поступальному та обертальному движі-

ні різні.

Розглянемо ці одиниці.

Одиниці вимірювання швидкості при поступальний рух

При поступальному русі швидкість поступальнорухомих мас називається « лінійна швидкість», позначається латинською літерою «υ» і вимірюється в «м/с» (метр за секунду) або «м/хв» (метр за хвилину). Наприклад, швидкість підйому вантажу електроприводу лебідки υ = 30 м/хв.

На практиці застосовують позасистемні (що не відповідають системі СІ) єдині-

ци виміру швидкості, наприклад, кілометр на годину (км/год), вузол (один кабельтів на годину,

причому 1 кабельтів дорівнює одній морській милі, тобто 1852 м), і т.д.

Одиниці вимірювання швидкості при обертальний рух

При вимірі швидкості обертовихмас застосовують два найменування швидкості:

1. «Частота обертання», позначається латинською літерою «n» і вимірюється в

«про/хв» (обіг за хвилину). Наприклад, частота обертання двигуна n = 1500 об/хв.

Ця одиниця швидкості – позасистемна, т.к. у ній використовується позасистемна одиниця часу, саме – хвилина (у системі СІ час вимірюється у секундах).

Проте ця одиниця досі широко застосовується практично. Наприклад, у паспортних даних електродвигунів швидкість валу вказується саме в об/хв.

2. «кутова швидкість», позначається латинською літерою «ω» і вимірюється в

«рад/с» (радіан на секунду) або, що те саме, з (секунда в мінус першого ступеня). Наприклад, кутова швидкість електродвигуна ω = 157 с.

Нагадаємо, що радіан – друга, окрім знайомого нам просторового градуса.

(º), одиниця виміру кутової відстані, що дорівнює 360º / 2π = 360 / 2*3,14 = 57º36" (п'ять

десять градусів і 36 хвилин).

Вперше виникла у розрахунках, де часто зустрічалося число 360º/2π.

Ця одиниця швидкості – системна, т.к. в ній використовується системна одиниця часу.

мені, а саме – секунда.

Теоретично електроприводу застосовується лише друга одиниця - (радіан за секунду)

На практиці треба вміти швидко переходити від однієї одиниці швидкості до іншої та навпаки.

Тому виведемо співвідношення між цими двома одиницями.

Кутова частота(Через частоту обертання):

ω = 2 πn / 60 = n / (60 / 2 π) = n / 9,55 ≈ n / 10 (1).

Приклад №1.

У паспорті електродвигуна вказано номінальну швидкість валу n = 1500 об/хв.

Знайти кутову швидкість обертання валу цього електродвигуна.

Частота обертання валу

ω = n / 9,55 = 1500 / 9,55 = 157 ≈ 150 с.

Тепер знайдемо зворотне співвідношення.

Частота обертання (через кутову частоту):

n = 60 ω / 2 π = 60 ω / 2 * 3,14 = 9,55 ω ≈ 10 ω (2)

Приклад №2.

Кутова частота валу електродвигуна ω = 314 с.

Визначити частоту обертання валу цього електродвигуна.

Частота обертання валу

n = 9,55 ω = 9,55*314 = 3000 ≈ 3140 об/хв.

Довжина та відстань Маса Заходи об'єму сипучих продуктів та продуктів харчування Площа Об'єм та одиниці виміру в кулінарних рецептах Температура Тиск, механічна напруга, модуль Юнга Енергія та робота Потужність Сила Час Лінійна швидкість Плоский кут Теплова ефективність та паливна економічність Числа Одиниці виміру кількості інформації Курси жіночого одягу та взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Кутова швидкістьі частота обертання Прискорення Кутове прискорення Щільність Питомий об'єм Момент інерції Момент сили Обертовий момент Питома теплота згоряння (за масою) Щільність енергії та питома теплота згоряння палива (за об'ємом) Різниця температур Коефіцієнт теплового розширення Термічний опір Щільність теплового потоку Коефіцієнт тепловіддачі Об'ємна витрата Масова витрата Молярна витрата Щільність потоку маси Молярна концентрація Масова концентрація в розчині Динамічна (абсолютна) в'язкість Кінематична в'язкість Поверхневий натяг Паропроникність Паропроникність, швидкість переносу пар Рівень звуку в комп'ютерній графіці Частота і довжина хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусна відстань Оптична сила в діоптріях та збільшення лінзи (×) Електричний зарядЛінійна щільність заряду Поверхнева щільність заряду Об'ємна щільність заряду Електричний струмЛінійна щільність струму Поверхнева щільність струму Напруженість електричного поляЕлектростатичний потенціал та напруга Електричний опір Питома електричний опірЕлектрична провідність Питома електрична провідність Електрична ємністьІндуктивність Американський калібр проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін. магнітного поляМагнітний потік Магнітна індукція Потужність поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Радіоактивний розпад Радіація. Експозиційна доза: Радіація. Поглинена доза Десяткові приставки Передача даних Типографіка та обробка зображень Одиниці вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементівД. І. Менделєєва

1 оборотів за хвилину [об/хв] = 0,10471975511966 радіан за секунду [рад/с]

Вихідна величина

Перетворена величина

радіан на секунду радіан на добу радіан на годину радіан на хвилину градус на добу градус на годину градус на хвилину градус на секунду обертів на добу обертів на годину обертів на хвилину обертів на секунду обертів на рік обертів на місяць обертів на тиждень градусів на рік градусів на місяць градусів на тиждень радіан на рік радіан на місяць радіан на тиждень

Детальніше про кутову швидкість

Загальні відомості

Кутова швидкість – це векторна величина, що визначає швидкість обертання тіла щодо осі обертання. Цей вектор спрямований перпендикулярно до площини обертання і визначається за допомогою правила буравчика. Кутову швидкість вимірюють як відношення між кутом, на який перемістилося тіло, тобто кутовим зміщенням, і часом на це витраченим. У системі СІ кутове прискореннявимірюють у радіанах на секунду.

Кутова швидкість у спорті

Кутова швидкість часто використовується у спорті. Наприклад, спортсмени зменшують або збільшують кутову швидкість руху ключки для гольфу, біти або ракетки, щоб покращити результати. Кутова швидкість пов'язана з лінійною швидкістю так, що з усіх точок на відрізку, що обертається навколо точки на цьому відрізку, тобто навколо центру обертання, найвіддаленіша точка від цього центру рухається з найвищою лінійною швидкістю. Так, наприклад, якщо ключка для гольфу обертається, то кінець цієї ключки, найбільше віддалений від центру обертання, рухається з найвищою лінійною швидкістю. У той же час усі крапки на цьому відрізку рухаються з однаковою кутовою швидкістю. Тому подовжуючи ключку, біту, або ракетку, спортсмен також збільшує лінійну швидкість, а відповідно швидкість удару, що передається м'ячу, так що він може пролетіти на більша відстань. Укорочуючи ракетку чи ключку, навіть перехопивши її нижче, ніж зазвичай, навпаки уповільнюють швидкість удару.

Високі люди з довгими кінцівками мають перевагу щодо лінійної швидкості. Тобто, пересуваючи ноги з однаковою кутовою швидкістю, вони рухають ступні з вищою лінійною швидкістю. Те саме відбувається і з їхніми руками. Така перевага може бути однією з причин того, що в первісних товариствахчоловіки займалися полюванням частіше, ніж жінки. Ймовірно, через це також у процесі еволюції виграли вищі люди. Довгі кінцівки допомагали не тільки в бігу, а й під час полювання – довгі руки кидали списи та каміння з більшою лінійною швидкістю. З іншого боку, довгі руки та ноги можуть бути незручністю. Довгі кінцівки мають більша вагаі їх переміщення потрібна додаткова енергія. Крім того, коли людина швидко біжить, довгі ноги швидше рухаються, а значить, при зіткненні з перешкодою удар буде сильнішим, ніж у людей з короткими ногами, які рухаються з тією ж лінійною швидкістю.

У гімнастиці, фігурному катанні та пірнанні також використовують кутову швидкість. Якщо спортсмен знає кутову швидкість, то легко визначити кількість переворотів та інших акробатичних трюків під час стрибка. Під час перекидів спортсмени зазвичай притискають ноги та руки якомога ближче до корпусу, щоб зменшити інерцію та збільшити прискорення, а значить і кутову швидкість. З іншого боку, під час пірнання чи приземлення, судді дивляться, як спортсмен приземлився. на високої швидкостіважко регулювати напрямок польоту, тому спортсмени спеціально уповільнюють кутову швидкість, трохи витягаючи від корпусу руки та ноги.

Спортсмени, які займаються метанням диска чи молота, також контролюють лінійну швидкість за допомогою кутової. Якщо просто кинути молот, не обертаючи його по колу на довгому сталевому дроті, що збільшує лінійну швидкість, то кидок буде не таким сильним, тому молот спочатку розкручують. Олімпійські спортсмени повертаються навколо своєї осі від трьох до чотирьох разів, щоби збільшити кутову швидкість до максимально можливої.

Кутова швидкість та зберігання даних на оптичних носіях

Під час запису даних на оптичних носіях, наприклад на компакт дисках (CD), для вимірювання швидкості запису та зчитування даних у приводі також використовуються кутова та лінійна швидкості. Існує кілька способів запису даних, під час яких використовують змінну чи постійну лінійну чи кутову швидкість. Так, наприклад, режим постійної лінійної швидкості(Англійською - Constant Linear Velocity або CVL) - один з основних методів запису дисків, при якому дані записують з однаковою швидкістю по всій поверхні диска. Під час запису в режимі зональної постійної лінійної швидкості(англійською - Zone Constant Linear Velocity або ZCLV) постійна швидкістьпідтримується під час запису певної частини, тобто зоні диска. У цьому випадку диск уповільнює обертання під час запису на зовнішніх зонах. Режим частково постійної кутової швидкості(Partial Constant Angular Velocity або PCAV) дозволяє здійснювати запис із поступовим збільшенням кутової швидкості, доки вона не досягне певного порогу. Після цього кутова швидкість стає постійною. Останній режим запису – режим постійної кутової швидкості(Constant Angular Velocity або CAV). У цьому режимі під час запису на всій поверхні диска підтримується однакова кутова швидкість. При цьому лінійна швидкість збільшується в міру того, як головка, що записує, переміщається все далі і далі до краю диска. Цей режим використовується також під час запису грампластинок та комп'ютерних жорстких дисків.

Кутова швидкість у космосі


На відстані 35786 кілометрів (22236 миль) від Землі знаходиться орбіта, на якій обертаються супутники. Це особлива орбіта, тому що тіла, що обертаються на ній в одному напрямку із Землею, проходять всю орбіту приблизно за такий самий час, який потрібний Землі, щоб зробити повне коло навколо своєї осі. Це трохи менше 24 годин, тобто один сидеричний день. Так як кутова швидкість обертання тіл на цій орбіті дорівнює кутовий швидкості обертання Землі, то спостерігачам із Землі здається, що ці тіла не рухаються. Така орбіта називається геостаціонарний.

На цю орбіту зазвичай виводять супутники, які відстежують зміни погоди (метеорологічні супутники), супутники, які стежать за змінами в океані та супутники зв'язку, які забезпечують телевізійне та радіомовлення, телефонний зв'язок та супутниковий Інтернет. Геостаціонарну орбіту часто використовують для супутників тому, що антени, один раз спрямовані на супутник, не потрібно спрямовувати вдруге. З іншого боку, з їх використанням пов'язані такі незручності, як необхідність мати пряме поле видимості між антеною та супутником. Крім того, геостаціонарна орбіта знаходиться далеко від Землі і для передачі сигналу необхідно використовувати потужніші передавачі, ніж ті, що використовуються для передачі з нижчих орбіт. Сигнал надходить із затримкою приблизно в 0,25 секунд, що помітно для користувачів. Наприклад, під час трансляції новин кореспонденти у віддалених районах зазвичай зв'язуються зі студією супутниковим каналом; при цьому помітно, що коли телеведучий ставить їм питання, вони відповідають із затримкою. Попри це супутники на геостаціонарній орбіті широко використовуються. Наприклад, донедавна зв'язок між континентами здійснювався, переважно, з допомогою супутників. Зараз її в основному замінили міжконтинентальні кабелі, прокладені океанським дном; однак супутниковий зв'язок досі застосовують у віддалених районах. Останні двадцять років супутники зв'язку також забезпечують доступ до Інтернету, особливо у віддалених місцях, де немає наземної інфраструктури зв'язку.

Термін служби супутника переважно визначається кількістю палива на борту, необхідним для періодичної корекції орбіти. Кількість палива в супутниках обмежена, тому коли воно закінчується, супутники виводять із експлуатації. Найчастіше їх переводять на орбіту поховання, тобто орбіту, набагато вищу за геостаціонарну. Це – дорогий процес; однак якщо залишати непотрібні супутники на геостаціонарній орбіті, це загрожує ймовірністю зіткнень з іншими супутниками. Місце на геостаціонарній орбіті обмежене, тому старі супутники, залишені на орбіті, займатимуть місце, яке міг би використовувати новий супутник. У зв'язку з цим у багатьох країнах існують норми, які вимагають від власників супутників підписати договір про те, що наприкінці експлуатації супутник виведуть на орбіту поховання.

Unit Converter articles були edited and illustrated by Анатолій Золотков

Ви вагаєтесь у перекладі одиниці виміру з однієї мови на іншу? Колеги готові допомогти вам. Опублікуйте питання у TCTermsі протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.

Розрахунки для переведення одиниць у конвертері « Кутова швидкість та частота обертання» виконуються за допомогою функцій unitconversion.org.

>>Фізика: Період та частота обігу

Рівномірний рух по колу характеризують періодом та частотою обігу.

Період звернення- це час, протягом якого відбувається один оборот.

Якщо, наприклад, за час t = 4 з тіло, рухаючись по колу, зробило n = 2 обороту, то легко збагнути, що один оборот тривав 2 с. Це і є період звернення. Позначається він буквою Т і визначається за такою формулою:

Отже, щоб знайти період звернення, треба час, за який скоєно оборотів, розділити на число оборотів.

Іншою характеристикою рівномірного рухупо колу є частота обігу.

Частота звернення- це кількість оборотів, що здійснюються за 1 с. Якщо, наприклад, за час t = 2 з тіло зробило n = 10 оборотів, то легко збагнути, що за 1 с воно встигало здійснити 5 оборотів. Це і висловлює частоту звернення. Позначається вона грецькою літерою V(читається: ню) та визначається за формулою:

Отже, щоб знайти частоту звернення, треба число оборотів розділити на час, протягом якого вони сталися.

За одиницю частоти звернення СІ приймають частоту звернення, коли він кожну секунду тіло здійснює один оборот. Ця одиниця позначається так: 1/с або з -1 (читається: секунда мінус першого ступеня). Раніше цю одиницю називали "обіг за секунду", але тепер ця назва вважається застарілою.

Порівнюючи формули (6.1) і (6.2), можна побачити, що період і частота - величини взаємно зворотні. Тому

Формули (6.1) і (6.3) дозволяють знайти період обігу Т, якщо відомі число n і час оборотів t або частота обігу V. Однак його можна знайти й у тому випадку, коли жодна з цих величин невідома. Замість них достатньо знати швидкість тіла Vта радіус кола r, якою воно рухається.

Для виведення нової формули пригадаємо, що період звернення - це час, за яке тіло здійснює один оборот, тобто проходить шлях, що дорівнює довжині кола ( lокр = 2 П r, де П≈3,14- число "пі", відоме з курсу математики). Але ми знаємо, що при рівномірному русічас знаходиться розподілом пройденого шляху швидкість руху. Таким чином,

Отже, щоб знайти період звернення тіла, треба довжину кола, яким воно рухається, розділити на швидкість його руху.

??? 1. Що таке період звернення? 2. Як можна знайти період звернення, знаючи час та кількість оборотів? 3. Що таке частота звернення? 4. Як позначається одиниця частоти? 5. Як можна знайти частоту обігу, знаючи час і кількість обертів? 6. Як пов'язані між собою період та частота звернення? 7. Як можна знайти період обігу, знаючи радіус кола та швидкість руху тіла?

Надіслано читачами з інтернет-сайтів

Збірник конспектівуроків з фізики, рефератина тему зі шкільної програми. Календарне тематичне планування. фізика 8 клас онлайн, книги та підручники з фізики. Школярупідготуватися до уроку.

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки