角加速度とは何ですか？

地球は、365.24日ごとに1回、360度（2πラジアン）、太陽の周りを1回転します。 これは、地球と太陽を結ぶ架空の線によって形成される角度が、1日あたり1度（π/ 180ラジアン）少しずつ変化することを意味します。 科学者は角速度という用語を使用して、このような想像上の線の動きを説明します。 オブジェクトの角加速度は、この速度が変化する速度に等しくなります。

角加速度は、選択した基準点に依存します。 地球を太陽に接続する想像線は、地球を銀河の中心に接続する想像線よりもはるかにゆっくりと角速度を変化させます。 角加速度について議論するとき、問題の物体が基準点の周りの完全な経路を移動する必要はありません。 ある自動車の別の自動車に対する角速度の変化、または水分子内のより大きな酸素原子に対する振動する水素原子の角速度の変化について議論できます。

物理学の専門用語では、加速度は線形または角度に関係なく常にベクトル量です。 33フィート/秒（10 m / s）の速度で右に移動する車が2秒後にブレーキをたたいて停止する場合、科学者は車の平均直線加速度を<-16.5、0、0> ft / sと記述します² （<-5,0,0> m / s ² ）。 角加速度を記述する場合、反時計回りの動きは正と見なされ、時計回りの回転は負と見なされます。

科学者は、ギリシャ文字のアルファ、 αを使用して角加速度を示します。 慣例により、ベクトルは太字で、スカラー値は非太字フォントを使用して示されます。 したがって、 αはその大きさを指します。 角加速度は、< a、b、c >としてコンポーネントに書き出すことができます。ここで、 aはx軸周りの角加速度、 bはy軸周りの加速度、 cはz軸周りの加速度です。

ニュートン力学でオブジェクトまたはシステムを記述するために使用されるすべての線形量には、角度の類似物があります。 ニュートンの有名なF = m aの角度バージョンはτ = Iαです。ここで、 τはトルクで、 Iはシステムの慣性モーメントです。 後者の2つの量は、それぞれ力と質量の角度に相当します。

特定の設定では、軸の周りのシステムの角加速度は、空間を通るシステムの線形加速度に関連しています。 たとえば、ボールが所定の時間に転がる距離は、ボールが横滑りや滑りをしていないと仮定する限り、その外側表面がその中心を中心にどれだけ速く回転するかに関係しています。 したがって、ボールの線速度sは、式s =ωrによって角速度ωに関連付けられている必要があります。ここで、 rはボールの半径です。 したがって、線形加速度のサイズはa =αrによってαに関連付けられている必要があります。