Açısal Hızlanma Nedir?

Dünya, her 365.24 günde bir 360 derece (2π radyan), Güneş etrafında bir tam devrimi tamamlar. Bu, Dünya'yı Güneş'e bağlayan hayali bir çizginin oluşturduğu açı, günde 1 dereceden (π / 180 radyan) biraz daha az değişir. Bilim adamları, açısal hız terimini, böyle hayali bir çizginin hareketini tanımlamak için kullanırlar. Bir cismin açısal ivmesi, bu hızın değiştiği hıza eşittir.

Açısal ivme seçilen referans noktasına bağlıdır. Dünya'yı Güneş'e bağlayan hayali bir çizgi, Dünya'yı galaksinin merkezine bağlayan hayali bir çizgiden çok daha yavaş açısal hızını değiştirir. Açısal ivmeyi tartışırken, söz konusu nesnenin referans noktasının etrafındaki tam bir yolda ilerlemesine gerek yoktur. Biri bir otomobilin diğerine göre değişen açısal hızını veya bir su molekülündeki daha büyük oksijen atomuna göre titreşimli bir hidrojen atomunu tartışabilir.

Fizik jargonunda ivme, doğrusal mı yoksa açısal mı olduğuna bakmaksızın her zaman vektörel bir niceliktir. Saniyede 33 fit / saniye (10 m / s) hızla hareket eden bir araba 2 saniye sonra durması için frenlere çarpıyorsa, bir bilim adamı aracın ortalama doğrusal ivmesini <-16.5, 0, 0> ft / s olarak tanımlayacaktır. ² (<-5,0,0> m / s ² ). Açısal ivmeyi tarif ederken, saat yönünün tersine hareket pozitif ve saat yönünde dönüş negatif olarak kabul edilir.

Bilim adamları açısal ivmeyi belirtmek için Yunanca harfleri α, α'yı kullanırlar. Geleneksel olarak, vektörler kalınlaştırılmış ve skaler değerleri kalın olmayan font kullanılarak belirtilmiştir. Böylece, a , büyüklüğüne işaret eder. Açısal hızlanma, < a, b, c > gibi bileşenlerde yazılabilir; burada a , x ekseni etrafındaki açısal hızlanma, b , y ekseni etrafındaki hızlanmadır ve c , z ekseni etrafındaki hızlanmadır.

Newton mekaniğindeki nesneleri veya sistemleri tanımlamak için kullanılan tüm lineer nicelikler açısal analoglara sahiptir. Newton'un ünlü F = m a ' nın açısal versiyonu τ = I α'dır , burada τ torktur ve sistem için atalet momentidir. Bu son iki miktar, sırasıyla, kuvvet ve kütlenin açısal eşdeğerleridir.

Bazı ayarlarda, bir sistemin bir eksen etrafındaki açısal ivmesi, sistemin alan boyunca doğrusal ivmelenmesi ile ilgilidir. Örneğin, bir topun belirli bir sürede yuvarladığı mesafe, dış yüzeyinin merkez etrafında ne kadar hızlı döndüğü ile ilgilidir, bir topun kayma ya da kayma olmadığını varsayar. Bu nedenle, topun doğrusal hızı, s , topun yarıçapı olduğu s = speedr formülü ile speed açısal hızıyla ilişkili olmalıdır. Bu nedenle, doğrusal hızlanmanın boyutu a = ar ile α ile ilişkili olmalıdır.