Cos'è l'accelerazione angolare?

La Terra completa una rivoluzione completa intorno al sole, 360 gradi (radianti 2π), ogni 365,24 giorni. Ciò significa che l'angolo formato da una linea immaginaria che collega la terra al sole cambia di poco meno di 1 grado (π/180 radianti) al giorno. Gli scienziati usano il termine velocità angolare per descrivere il movimento di una tale linea immaginaria. L'accelerazione angolare di un oggetto è uguale alla velocità con cui questa velocità cambia.

L'accelerazione angolare dipende dal punto di riferimento scelto. Una linea immaginaria che collega la terra al sole cambia la sua velocità angolare molto più lentamente di una linea immaginaria che collega la Terra al centro della galassia. Quando si discute di accelerazione angolare, non è necessario che l'oggetto in questione viaggi in un percorso completo attorno al punto di riferimento. Si può discutere la velocità angolare mutevole di un'auto rispetto a un'altra o di un atomo di idrogeno vibrante rispetto all'atomo di ossigeno più grande in una molecola d'acqua.

nel gergo della fisica, ACCELa lezione è sempre una quantità vettoriale indipendentemente dal fatto che sia lineare o angolare. Se un'auto che si muove proprio a una velocità di 33 piedi/secondo (10 m/s) sbatte i freni per fermarsi dopo 2 secondi, uno scienziato descriverebbe l'accelerazione lineare media dell'auto come <-16,5, 0, 0> ft/s 2 (<-5,0,0> m/s ² ). Quando si descrivono l'accelerazione angolare, il movimento in senso antiorario è considerato positivo e la rotazione in senso orario è negativa.

Gli scienziati usano la lettera greca alfa, α , per indicare l'accelerazione angolare. Per convenzione, i vettori sono in grassetto e i loro valori scalari sono indicati usando il carattere non boxato. Pertanto, α si riferisce alla sua grandezza. L'accelerazione angolare può essere scritta nei componenti come << em> a, b, c >, dove a è l'accelerazione angolare attorno all'asse x, b è l'accelerazione attorno all'asse y e c è l'accelerazione attorno all'asse z.

Tutte le quantità lineari utilizzate per descrivere oggetti o sistemi nella meccanica newtoniana hanno analoghi angolari. La versione angolare del famoso f = m a è τ = i α , dove τ è coppia e I è il momento inertia per il sistema. Queste ultime due quantità sono gli equivalenti angolari di forza e massa, rispettivamente.

In alcune impostazioni, l'accelerazione angolare di un sistema attorno a un asse è correlata all'accelerazione lineare del sistema attraverso lo spazio. Ad esempio, la distanza che una palla rotola in un determinato momento è correlata alla rapidità con cui la sua superficie esterna ruota attorno al suo centro, a condizione che si presume che la palla non stia slittando o scivolando. Pertanto, la velocità lineare della palla, s , deve essere correlata alla velocità angolare ω dalla formula s = ωr , dove r è il raggio della palla. Hence, la dimensione dell'accelerazione lineare deve essere correlata a α per a = αr .