Wat is hoekversnelling?
De aarde voltooit elke 365,24 dagen een volledige revolutie rond de zon, 360 graden (2π radialen). Dit betekent dat de hoek gevormd door een denkbeeldige lijn die de aarde verbindt met de zon, iets minder dan 1 graad (π / 180 radialen) per dag verandert. Wetenschappers gebruiken de term hoeksnelheid om de beweging van zo'n denkbeeldige lijn te beschrijven. De hoekversnelling van een object is gelijk aan de snelheid waarmee deze snelheid verandert.
Hoekversnelling is afhankelijk van het gekozen referentiepunt. Een denkbeeldige lijn die de aarde met de zon verbindt, verandert zijn hoeksnelheid veel langzamer dan een denkbeeldige lijn die de aarde verbindt met het centrum van de melkweg. Bij het bespreken van hoekversnelling is er geen vereiste dat het object in kwestie een volledig pad rond het referentiepunt aflegt. Men kan de veranderende hoeksnelheid van een auto bespreken ten opzichte van een andere of van een vibrerend waterstofatoom ten opzichte van het grotere zuurstofatoom in een watermolecuul.
In het jargon van de natuurkunde is versnelling altijd een vectorgrootheid, ongeacht of deze lineair of hoekig is. Als een auto met een snelheid van 33 voet / seconde (10 m / s) op de remmen slaat om na 2 seconden te stoppen, beschrijft een wetenschapper de gemiddelde lineaire versnelling van de auto als <-16,5, 0, 0> ft / s 2 (<-5,0,0> m / s 2 ). Bij het beschrijven van hoekversnelling wordt beweging tegen de klok in als positief beschouwd en rotatie met de klok mee negatief.
Wetenschappers gebruiken de Griekse letter alfa, α , om hoekversnelling aan te duiden. Volgens afspraak zijn vectoren vetgedrukt en worden hun scalaire waarden aangegeven met een niet-vetgedrukt lettertype. Dus verwijst α naar zijn grootte. Hoekversnelling kan worden uitgeschreven in componenten als < a, b, c >, waarbij a de hoekversnelling rond de x-as is, b de versnelling rond de y-as is en c de versnelling rond de z-as is.
Alle lineaire grootheden die worden gebruikt om objecten of systemen in de Newtoniaanse mechanica te beschrijven, hebben hoekige analogen. De hoekversie van de beroemde F = ma van Newton is τ = I α , waarbij τ koppel is en I het traagheidsmoment voor het systeem. Deze laatste twee grootheden zijn respectievelijk de hoekequivalenten van kracht en massa.
In bepaalde instellingen is de hoekversnelling van een systeem om een as gerelateerd aan de lineaire versnelling van het systeem door de ruimte. De afstand die een bal in een bepaalde tijd aflegt, is bijvoorbeeld gerelateerd aan hoe snel zijn buitenoppervlak rond zijn midden roteert, zolang men aanneemt dat de bal niet slipt of slipt. De lineaire snelheid van de bal, s , moet dus worden gerelateerd aan de hoeksnelheid ω met de formule s = ωr , waarbij r de straal van de bal is. Daarom moet de grootte van de lineaire versnelling gerelateerd zijn aan α door a = αr .