Qu'est-ce que l'accélération angulaire?

La Terre complète une révolution complète autour du soleil, 360 degrés (2π radians), tous les 365,24 jours. Cela signifie que l'angle formé par une ligne imaginaire reliant la Terre au soleil change d'un peu moins de 1 degré (π / 180 radians) par jour. Les scientifiques utilisent le terme vitesse angulaire pour décrire le mouvement d'une telle ligne imaginaire. L'accélération angulaire d'un objet est égale à la vitesse à laquelle cette vitesse change.

L'accélération angulaire dépend du point de référence choisi. Une ligne imaginaire reliant la Terre au soleil modifie sa vitesse angulaire beaucoup plus lentement qu'une ligne imaginaire reliant la Terre au centre de la galaxie. Lorsque vous discutez de l'accélération angulaire, il n'est pas nécessaire que l'objet en question se déplace sur un chemin complet autour du point de référence. On peut discuter de l'évolution de la vitesse angulaire d'une voiture par rapport à une autre ou d'un atome d'hydrogène vibrant par rapport à l'atome d'oxygène plus grand dans une molécule d'eau.

dans le jargon de la physique, acceLa liération est toujours une quantité vectorielle, qu'elle soit linéaire ou angulaire. Si une voiture se déplaçant à un rythme de 33 pieds / seconde (10 m / s) claque sur les freins à s'arrêter après 2 secondes, un scientifique décrirait l'accélération linéaire moyenne de la voiture comme <-16,5, 0, 0> ft / s 2 (<-5,0,0> m / s ^{2 ). Lorsque vous décrivez l'accélération angulaire, le mouvement dans le sens antihoraire est considéré comme positif et la rotation dans le sens horaire est négative.}

Les scientifiques utilisent la lettre grecque alpha, α , pour désigner l'accélération angulaire. Par convention, les vecteurs sont en gras et leurs valeurs scalaires sont désignées à l'aide d'une police non grasée. Ainsi, α fait référence à son ampleur. L'accélération angulaire peut être écrite en composants comme << em> a, b, c >, où a est l'accélération angulaire autour de l'axe des x, b est l'accélération autour de l'axe y, et c est l'accélérationtion autour de l'axe z.

Toutes les quantités linéaires utilisées pour décrire des objets ou des systèmes dans la mécanique newtonienne ont des analogues angulaires. La version angulaire du célèbre F = m a est τ = i α , où τ est un couple et i est le moment d'Insera pour le système. Ces deux dernières quantités sont les équivalents angulaires de la force et de la masse, respectivement.

Dans certains contextes, l'accélération angulaire d'un système autour d'un axe est liée à l'accélération linéaire du système dans l'espace. Par exemple, la distance qu'une balle roule dans un temps donné est liée à la rapidité avec laquelle sa surface extérieure tourne autour de son centre, tant que l'on suppose que la balle ne dérape pas ou ne glisse pas. Ainsi, la vitesse linéaire de la balle, s , doit être liée à la vitesse angulaire ω par la formule s = ωr , où r est le rayon de la balle. HECCE, la taille de l'accélération linéaire doit être liée à α par a = αr .