>> ฟิสิกส์ : ช่วงเวลาและความถี่ของการปฏิวัติ
การเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอรอบวงกลมมีลักษณะเป็นคาบและความถี่ของการปฏิวัติ
ระยะเวลาหมุนเวียน- นี่คือช่วงเวลาที่การปฏิวัติหนึ่งครั้งเสร็จสิ้น
ตัวอย่างเช่น หากในระยะเวลาหนึ่ง t = 4 s ร่างกายเคลื่อนที่เป็นวงกลม n = 2 รอบ ก็จะเข้าใจได้ง่ายว่าการหมุนหนึ่งครั้งกินเวลา 2 วินาที นี่คือช่วงเวลาของการหมุนเวียน มันถูกกำหนดโดยตัวอักษร T และถูกกำหนดโดยสูตร:
ดังนั้น, เพื่อหาระยะเวลาหมุนเวียน จำเป็นต้องแบ่งเวลาที่รอบ n รอบเสร็จสิ้นด้วยจำนวนรอบ.
อีกลักษณะหนึ่งของการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอคือความถี่ของการปฏิวัติ
ความถี่ในการโทรคือจำนวนรอบที่เกิดขึ้นใน 1 วินาที ตัวอย่างเช่น หากในเวลา t = 2 s ร่างกายได้เสร็จสิ้น n = 10 รอบ ก็จะเข้าใจได้ง่ายว่าใน 1 วินาที ร่างกายสามารถหมุนให้ครบ 5 รอบได้ ตัวเลขนี้ยังแสดงถึงความถี่ของการหมุนเวียน มันเขียนแทนด้วยตัวอักษรกรีก วี(อ่านว่า นู้ด) และถูกกำหนดโดยสูตร:
ดังนั้น, ในการหาความถี่ของการปฏิวัติ จำเป็นต้องหารจำนวนรอบตามเวลาที่เกิดขึ้น
หน่วยของความถี่ของการปฏิวัติใน SI คือความถี่ของการปฏิวัติซึ่งในแต่ละวินาทีร่างกายจะทำการปฏิวัติหนึ่งครั้ง หน่วยนี้ถูกกำหนดดังนี้: 1 / s หรือ s -1 (อ่าน: วินาทียกกำลังแรกลบ) ก่อนหน้านี้หน่วยนี้เรียกว่า "การปฏิวัติต่อวินาที" แต่ตอนนี้ถือว่าล้าสมัยแล้ว
การเปรียบเทียบสูตร (6.1) และ (6.2) สามารถสังเกตได้ว่าคาบและความถี่เป็นปริมาณผกผันซึ่งกันและกัน นั่นเป็นเหตุผลที่
สูตร (6.1) และ (6.3) ทำให้เราสามารถหาคาบของการปฏิวัติ T ถ้าทราบจำนวน n และเวลาของการปฏิวัติ t หรือความถี่ของการปฏิวัติ วี... อย่างไรก็ตาม ยังสามารถพบได้ในกรณีที่ไม่ทราบปริมาณเหล่านี้ แทนการรู้ความเร็วของร่างกายก็พอ วีและรัศมีของวงกลม r ไปตามที่มันเคลื่อนที่
เพื่อให้ได้สูตรใหม่ พึงระลึกว่าคาบการโคจรคือช่วงเวลาที่ร่างกายหมุนรอบหนึ่ง กล่าวคือ มันเดินทางในวิถีที่เท่ากับเส้นรอบวง ( l env = 2 NS r ที่ไหน NS≈3,14 คือตัวเลข "pi" ที่รู้จักจากวิชาคณิตศาสตร์) แต่เรารู้ว่าด้วยการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ เวลาจะถูกหารด้วยความเร็วของการเคลื่อนที่ ดังนั้น,
ดังนั้น, ในการหาระยะเวลาของการปฏิวัติของร่างกาย จำเป็นต้องแบ่งความยาวของวงกลมที่เคลื่อนที่ไปตามความเร็วของการเคลื่อนที่ของมัน
??? 1. ระยะเวลาหมุนเวียนคืออะไร? 2. คุณจะหาช่วงเวลาของการหมุนเวียนรู้เวลาและจำนวนรอบได้อย่างไร? 3. ความถี่ในการหมุนเวียนคืออะไร? 4. หน่วยความถี่ระบุอย่างไร? 5. คุณจะหาความถี่ของการไหลเวียนรู้เวลาและจำนวนรอบได้อย่างไร? 6. ระยะเวลาและความถี่ของการไหลเวียนสัมพันธ์กันอย่างไร? 7. คุณจะหาช่วงเวลาของการปฏิวัติได้อย่างไร โดยรู้รัศมีของวงกลมและความเร็วของร่างกาย
ส่งโดยผู้อ่านจากเว็บไซต์อินเทอร์เน็ต
รวบรวมบทคัดย่อของบทเรียนฟิสิกส์ บทคัดย่อในหัวข้อจากหลักสูตรของโรงเรียน การวางแผนเฉพาะเรื่องปฏิทิน ฟิสิกส์เกรด 8 ออนไลน์ หนังสือและตำราฟิสิกส์ นักเรียนควรเตรียมตัวสำหรับบทเรียน
เนื้อหาบทเรียน โครงร่างบทเรียนสนับสนุนการนำเสนอบทเรียนกรอบวิธีการเร่งความเร็วเทคโนโลยีโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด แบบทดสอบตนเอง เวิร์กช็อป การฝึกอบรม เคส เควส การบ้าน การบ้าน คำถามการสนทนา คำถามเชิงโวหารจากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย, รูปภาพ, ชาร์ต, ตาราง, เรื่องตลก, เรื่องตลก, เรื่องตลก, อุปมาการ์ตูน, คำพูด, ปริศนาอักษรไขว้, คำพูด อาหารเสริม บทคัดย่อบทความ เกร็ดความรู้ แผ่นโกง หนังสือเรียน คำศัพท์พื้นฐานและคำศัพท์อื่นๆ เพิ่มเติม การปรับปรุงตำราและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในบทช่วยสอนการปรับปรุงชิ้นส่วนในตำราองค์ประกอบนวัตกรรมในบทเรียนแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี ข้อเสนอแนะเชิงระเบียบวิธีของโปรแกรมสนทนา บทเรียนแบบบูรณาการเนื่องจากความเร็วเชิงเส้นเปลี่ยนทิศทางอย่างสม่ำเสมอ การเคลื่อนที่รอบวงกลมจึงไม่สามารถเรียกได้ว่าสม่ำเสมอ จึงมีการเร่งอย่างสม่ำเสมอ
ความเร็วเชิงมุม
เลือกจุดบนวงกลม 1 ... มาสร้างรัศมีกันเถอะ ในหน่วยของเวลา จุดจะเคลื่อนไปยังจุด 2 ... ในกรณีนี้ รัศมีจะอธิบายมุม ความเร็วเชิงมุมเป็นตัวเลขเท่ากับมุมการหมุนของรัศมีต่อหน่วยเวลา
ระยะเวลาและความถี่
ระยะเวลาการหมุน NS- นี่คือช่วงเวลาที่ร่างกายทำการปฏิวัติครั้งเดียว
ความเร็วในการหมุนคือจำนวนรอบต่อวินาที
ความถี่และระยะเวลาสัมพันธ์กันด้วยอัตราส่วน
ความสัมพันธ์ความเร็วเชิงมุม
ความเร็วเชิงเส้น
แต่ละจุดบนวงกลมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนด ความเร็วนี้เรียกว่าเชิงเส้น ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเชิงเส้นเกิดขึ้นพร้อมกับเส้นสัมผัสของวงกลมเสมอตัวอย่างเช่น ประกายไฟจากเครื่องบดเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกับความเร็วชั่วขณะ
พิจารณาจุดหนึ่งบนวงกลมที่ทำการหมุนหนึ่งครั้ง เวลาที่ใช้คือคาบ NS... เส้นทางที่จุดเอาชนะคือเส้นรอบวง
ความเร่งสู่ศูนย์กลาง
เมื่อเคลื่อนที่ไปตามวงกลม เวกเตอร์ความเร่งจะตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็วเสมอ โดยชี้ไปที่ศูนย์กลางของวงกลม
โดยใช้สูตรก่อนหน้านี้ ความสัมพันธ์ต่อไปนี้สามารถรับได้
จุดที่วางอยู่บนเส้นตรงเส้นเดียวที่ออกจากศูนย์กลางของวงกลม (เช่น จุดเหล่านี้อาจเป็นจุดที่อยู่บนซี่ล้อ) จะมีความเร็วเชิงมุม คาบ และความถี่เท่ากัน นั่นคือพวกเขาจะหมุนในลักษณะเดียวกัน แต่มีความเร็วเชิงเส้นต่างกัน ยิ่งจุดอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากเท่าไหร่ มันก็จะยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น
กฎการบวกความเร็วยังใช้ได้กับการเคลื่อนที่แบบหมุนด้วย หากการเคลื่อนที่ของร่างกายหรือกรอบอ้างอิงไม่สม่ำเสมอ กฎหมายจะถูกนำมาใช้สำหรับความเร็วในทันที ตัวอย่างเช่น ความเร็วของบุคคลที่เดินไปตามขอบของวงล้อหมุนเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของขอบของม้าหมุนและความเร็วในการเคลื่อนที่ของบุคคล
โลกมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวหมุนรอบหลักสองแบบ: รายวัน (รอบแกนของมัน) และวงโคจร (รอบดวงอาทิตย์) ระยะเวลาการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์คือ 1 ปี หรือ 365 วัน โลกหมุนรอบแกนของมันจากตะวันตกไปตะวันออก ระยะเวลาของการหมุนนี้คือ 1 วันหรือ 24 ชั่วโมง ละติจูดคือมุมระหว่างระนาบเส้นศูนย์สูตรกับทิศทางจากจุดศูนย์กลางของโลกไปยังจุดบนพื้นผิวของมัน
ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน แรงเป็นสาเหตุของความเร่งใดๆ หากร่างกายที่เคลื่อนไหวประสบความเร่งสู่ศูนย์กลาง ธรรมชาติของแรงที่ก่อให้เกิดความเร่งนี้จะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากร่างกายเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยใช้เชือกผูกไว้ แรงกระทำจะเป็นแรงยืดหยุ่น
หากวัตถุที่วางอยู่บนดิสก์หมุนโดยให้จานหมุนรอบแกน แรงดังกล่าวก็คือแรงเสียดทาน ถ้าแรงหยุดกระทำ ร่างกายก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง
พิจารณาการเคลื่อนที่ของจุดบนวงกลมจาก A ถึง B ความเร็วเชิงเส้นเท่ากับ วี อาและ วี Bตามลำดับ การเร่งความเร็ว - การเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อหน่วยเวลา มาหาความแตกต่างในเวกเตอร์กัน
การเคลื่อนที่แบบหมุนรอบแกนคงที่เป็นอีกหนึ่งกรณีพิเศษของการเคลื่อนที่ของวัตถุที่แข็งกระด้าง
การเคลื่อนที่แบบหมุนของวัตถุแข็งเกร็งรอบแกนคงที่
การเคลื่อนที่ของมันถูกเรียกในลักษณะที่ทุกจุดของร่างกายอธิบายวงกลม ซึ่งจุดศูนย์กลางอยู่บนเส้นตรงเส้นเดียว เรียกว่าแกนของการหมุน ในขณะที่ระนาบที่วงกลมเหล่านี้อยู่จะตั้งฉาก แกนหมุน
(รูป 2.4).
ในเทคโนโลยี การเคลื่อนไหวประเภทนี้เป็นเรื่องปกติมาก ตัวอย่างเช่น การหมุนเพลาของเครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหัน และใบพัดเครื่องบิน
ความเร็วเชิงมุม
... แต่ละจุดของร่างกายหมุนรอบแกนผ่านจุด อู๋เคลื่อนที่เป็นวงกลม และจุดต่างๆ เคลื่อนผ่านเส้นทางที่ต่างกันไปตามเวลา ดังนั้น โมดูลัสของความเร็วของจุด NSมากกว่าจุด วี (รูปที่.2.5). แต่รัศมีของวงกลมจะหมุนเป็นมุมเดียวกันเมื่อเวลาผ่านไป มุม - มุมระหว่างแกน โอ้และรัศมีเวกเตอร์ที่กำหนดตำแหน่งของจุด A (ดูรูปที่ 2.5)
ปล่อยให้ร่างกายหมุนอย่างสม่ำเสมอ กล่าวคือ ในช่วงเวลาเท่ากันที่ร่างกายจะหมุนในมุมเดียวกัน ความเร็วของการหมุนของร่างกายขึ้นอยู่กับมุมของการหมุนของเวกเตอร์รัศมี ซึ่งกำหนดตำแหน่งของจุดใดจุดหนึ่งของร่างกายที่แข็งกระด้างในช่วงเวลาที่กำหนด มันเป็นลักษณะ ความเร็วเชิงมุม
.
ตัวอย่างเช่น หากวัตถุหนึ่งหมุนไปในมุมหนึ่งทุกวินาที และอีกวัตถุหนึ่งหมุนในมุมหนึ่ง เราก็บอกว่าวัตถุแรกหมุนเร็วกว่าวินาทีที่สอง 2 เท่า
ความเร็วเชิงมุมของร่างกายที่มีการหมุนสม่ำเสมอ
เรียกว่าค่าเท่ากับอัตราส่วนของมุมการหมุนของร่างกายต่อช่วงเวลาที่การหมุนนี้เกิดขึ้น
เราจะระบุความเร็วเชิงมุมด้วยอักษรกรีก ω
(โอเมก้า). แล้วตามคำนิยาม
ความเร็วเชิงมุมแสดงเป็นเรเดียนต่อวินาที (rad / s)
ตัวอย่างเช่น ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลกรอบแกนคือ 0.0000727 rad / s และจานเจียรประมาณ 140 rad / s 1
ความเร็วเชิงมุมสามารถแสดงในรูปของ ความเร็วในการหมุน
นั่นคือจำนวนรอบเต็มใน 1 วินาที หากร่างกายทำให้ (อักษรกรีก "nu") หมุนใน 1 วินาที เวลาของการหมุนหนึ่งครั้งจะเท่ากับวินาที ครั้งนี้เรียกว่า ระยะเวลาหมุนเวียน
และเขียนแทนด้วยตัวอักษร NS... ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และระยะเวลาการหมุนสามารถแสดงเป็น:
มุมสอดคล้องกับการหมุนของร่างกายอย่างเต็มที่ ดังนั้นตามสูตร (2.1)
หากทราบความเร็วเชิงมุมด้วยการหมุนสม่ำเสมอและในช่วงเวลาเริ่มต้นของการหมุนมุมของการหมุน แสดงว่ามุมของการหมุนของร่างกายในช่วงเวลานั้น NSตามสมการ (2.1) เท่ากับ:
ถ้า แล้ว หรือ 
.
ความเร็วเชิงมุมใช้ค่าบวกหากมุมระหว่างเวกเตอร์รัศมีกำหนดตำแหน่งของจุดใดจุดหนึ่งของวัตถุแข็งและแกน โอ้เพิ่มขึ้นและเป็นลบเมื่อลดลง
ดังนั้น เราจึงสามารถอธิบายตำแหน่งของจุดต่างๆ ของวัตถุที่หมุนได้ตลอดเวลา
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงเส้นและความเร็วเชิงมุม.
ความเร็วของจุดที่เคลื่อนที่ในวงกลมมักเรียกว่า ความเร็วเชิงเส้น
เพื่อเน้นความแตกต่างจากความเร็วเชิงมุม
เราได้สังเกตแล้วว่าเมื่อวัตถุแข็งเกร็งหมุน จุดต่างๆ ของมันมีความเร็วเชิงเส้นไม่เท่ากัน แต่ความเร็วเชิงมุมจะเท่ากันสำหรับทุกจุด
มีความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงเส้นของจุดใดๆ ของวัตถุที่กำลังหมุนกับความเร็วเชิงมุมของมัน มาติดตั้งกันเลย จุดบนวงกลมที่มีรัศมี NSในการปฏิวัติครั้งเดียวจะผ่านไป เนื่องจากรอบหนึ่งรอบของร่างกายเป็นช่วงเวลา NSจากนั้นโมดูลัสของความเร็วเชิงเส้นของจุดสามารถหาได้ดังนี้:
บางครั้งคำถามจากคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับรถยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัญหาดังกล่าวประการหนึ่งคือความเร็วเชิงมุม มันเกี่ยวข้องกับทั้งการทำงานของกลไกและการเข้าโค้ง ลองหาวิธีกำหนดค่านี้ วิธีวัดค่า และควรใช้สูตรใดที่นี่
จะกำหนดความเร็วเชิงมุมได้อย่างไร: ค่านี้คืออะไร?
จากมุมมองทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ ค่านี้สามารถกำหนดได้ดังนี้: นี่คือข้อมูลที่แสดงว่าจุดหมุนรอบจุดศูนย์กลางของวงกลมตามการเคลื่อนที่ของจุดนั้นเร็วเพียงใด
ดูวิดีโอ
คุณค่าทางทฤษฎีที่ดูเหมือนหมดจดนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติมากเมื่อใช้งานรถยนต์ นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วน:
- จำเป็นต้องเชื่อมโยงการเคลื่อนไหวที่ล้อหมุนเมื่อหมุนอย่างถูกต้อง ความเร็วเชิงมุมของล้อรถที่เคลื่อนที่ไปตามส่วนด้านในของวิถีโคจรควรน้อยกว่าความเร็วรอบนอก
- จำเป็นต้องคำนวณว่าเพลาข้อเหวี่ยงหมุนเร็วแค่ไหนในรถ
- ในที่สุดตัวรถเองที่เลี้ยวก็มีค่าพารามิเตอร์การเคลื่อนไหว - และในทางปฏิบัติความมั่นคงของรถบนลู่วิ่งและความน่าจะเป็นที่จะพลิกคว่ำขึ้นอยู่กับพวกเขา
สูตรสำหรับเวลาที่ใช้จุดหมุนรอบวงกลมรัศมีที่กำหนด
ในการคำนวณความเร็วเชิงมุม ใช้สูตรต่อไปนี้:
ω = ∆φ / ∆t
- ω (อ่านว่า "โอเมก้า") - ค่าที่คำนวณได้จริง
- ∆φ (อ่านว่า "เดลต้า phi") คือมุมของการหมุน ความแตกต่างระหว่างตำแหน่งเชิงมุมของจุดที่ช่วงเวลาแรกและวินาทีสุดท้ายของการวัด
- ∆t
(อ่านว่า "เดลต้าเท") - เวลาที่มีการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น แม่นยำยิ่งขึ้น เนื่องจาก "เดลต้า" หมายถึงความแตกต่างระหว่างค่าเวลาในขณะที่เริ่มการวัดและเมื่อเสร็จสิ้น
สูตรข้างต้นสำหรับความเร็วเชิงมุมใช้ในกรณีทั่วไปเท่านั้น ในกรณีที่เรากำลังพูดถึงวัตถุที่หมุนสม่ำเสมอหรือเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่ของจุดบนพื้นผิวของชิ้นส่วน รัศมี และเวลาในการหมุน จำเป็นต้องใช้ความสัมพันธ์และวิธีการอื่นๆ โดยเฉพาะสูตรสำหรับความเร็วในการหมุนจะมีความจำเป็นอยู่แล้วที่นี่
ความเร็วเชิงมุมวัดได้ในหน่วยต่างๆ ในทางทฤษฎี มักใช้ rad / s (เรเดียนต่อวินาที) หรือ องศาต่อวินาที อย่างไรก็ตาม ค่านี้มีความหมายเพียงเล็กน้อยในทางปฏิบัติ และสามารถใช้ได้เฉพาะในงานออกแบบเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ จะวัดได้มากกว่าเป็นรอบต่อวินาที (หรือนาที หากเรากำลังพูดถึงกระบวนการที่ช้า) ในเรื่องนี้จะใกล้เคียงกับความเร็วในการหมุน
มุมการหมุนและคาบการโคจร
ความถี่ในการหมุนมักใช้บ่อยกว่ามุมการหมุน ซึ่งบ่งชี้จำนวนรอบของวัตถุในช่วงเวลาที่กำหนด ความจริงก็คือเรเดียนที่ใช้ในการคำนวณคือมุมในวงกลมเมื่อความยาวของส่วนโค้งเท่ากับรัศมี ดังนั้น วงกลมทั้งหมดจึงมี 2 π เรเดียน จำนวน π เป็นจำนวนอตรรกยะ และไม่สามารถลดลงเป็นทศนิยมหรือเศษส่วนอย่างง่ายได้ ดังนั้นในกรณีที่เกิดการหมุนสม่ำเสมอก็จะอ่านความถี่ได้ง่ายขึ้น มีหน่วยวัดเป็น rpm - รอบต่อนาที
หากเรื่องนี้ไม่เกี่ยวข้องกับระยะเวลานาน แต่เฉพาะที่เกิดการปฏิวัติครั้งเดียว แนวคิดของช่วงเวลาของการหมุนเวียนก็ถูกนำมาใช้ที่นี่ มันแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่เป็นวงกลมหนึ่งรอบนั้นเร็วเพียงใด หน่วยวัดตรงนี้จะเป็นหน่วยที่สอง
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงมุมกับความถี่ของการหมุนหรือคาบของการหมุนแสดงโดยสูตรต่อไปนี้
ω = 2 π / T = 2 π * f,
- ω - ความเร็วเชิงมุมในหน่วย rad / s;
- T คือระยะเวลาหมุนเวียน
- ฉ - ความถี่การหมุน
คุณสามารถรับค่าใดค่าหนึ่งในสามค่านี้จากค่าอื่นโดยใช้กฎสัดส่วนโดยไม่ลืมแปลมิติข้อมูลเป็นรูปแบบเดียว (เป็นนาทีหรือวินาที)
ความเร็วเชิงมุมในกรณีใดกรณีหนึ่งคืออะไร?
มาดูตัวอย่างการคำนวณตามสูตรข้างต้นกัน สมมุติว่าคุณมีรถ เมื่อขับด้วยความเร็ว 100 กม. / ชม. ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ ล้อของมันจะทำความเร็วเฉลี่ย 600 รอบต่อนาที (f = 600 rpm) มาคำนวณความเร็วเชิงมุมกัน
เนื่องจากไม่สามารถแสดง π เป็นเศษส่วนทศนิยมได้อย่างแม่นยำ ผลลัพธ์จะอยู่ที่ประมาณ 62.83 rad / s
ความสัมพันธ์ของความเร็วเชิงมุมและเชิงเส้น
ในทางปฏิบัติ บ่อยครั้งจำเป็นต้องตรวจสอบไม่เพียงแค่ความเร็วที่ตำแหน่งเชิงมุมของจุดหมุนเปลี่ยนไปเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบความเร็วของตำแหน่งที่ใช้กับการเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วย ในตัวอย่างข้างต้น การคำนวณถูกสร้างขึ้นสำหรับล้อ - แต่ล้อเคลื่อนที่ไปตามถนนและหมุนภายใต้การกระทำของความเร็วของรถ หรือจะให้ความเร็วนี้เอง ซึ่งหมายความว่าแต่ละจุดบนพื้นผิวของล้อ นอกเหนือจากมุมเชิงมุมแล้ว จะมีความเร็วเชิงเส้นด้วย
วิธีที่ง่ายที่สุดในการคำนวณคือผ่านรัศมี เนื่องจากความเร็วขึ้นอยู่กับเวลา (ซึ่งจะเป็นช่วงของการปฏิวัติ) และระยะทางที่เดินทาง (ซึ่งเป็นเส้นรอบวง) ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากสูตรข้างต้นแล้ว ความเร็วเชิงมุมและความเร็วเชิงเส้นจะสัมพันธ์กันดังนี้
- V - ความเร็วเชิงเส้น;
- R คือรัศมี
จากสูตรจะเห็นได้ชัดเจนว่ายิ่งรัศมียิ่งมีค่าของความเร็วนี้มากเท่านั้น สำหรับล้อนั้น จุดบนพื้นผิวด้านนอกของดอกยาง (R คือค่าสูงสุด) จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุด แต่ตรงจุดศูนย์กลางของดุมล้อ ความเร็วเชิงเส้นจะเป็นศูนย์
ความเร่ง โมเมนต์ และการเชื่อมต่อกับมวล
นอกจากค่าข้างต้นแล้ว ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการหมุน เมื่อพิจารณาถึงจำนวนชิ้นส่วนที่หมุนได้ที่มีน้ำหนักต่างกันในรถ ความสำคัญในทางปฏิบัติของชิ้นส่วนเหล่านี้ไม่สามารถละเลยได้
การหมุนสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่มีส่วนใดที่หมุนสม่ำเสมอตลอดเวลา จำนวนรอบของชุดประกอบที่หมุนได้ตั้งแต่เพลาข้อเหวี่ยงไปจนถึงล้อจะเพิ่มขึ้นและลดลงเสมอ และค่าที่แสดงว่ารอบที่เพิ่มขึ้นนั้นเรียกว่าความเร่งเชิงมุม เนื่องจากเป็นอนุพันธ์ของความเร็วเชิงมุม จึงวัดเป็นเรเดียนต่อวินาทีกำลังสอง (เช่น ความเร่งเชิงเส้นเป็นเมตรต่อวินาทีกำลังสอง)
อีกแง่มุมหนึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของเวลา - ช่วงเวลาของแรงกระตุ้น หากถึงจุดนี้ เราสามารถพิจารณาเฉพาะคุณลักษณะทางคณิตศาสตร์ของการเคลื่อนที่เท่านั้น ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละส่วนมีมวลที่กระจายอยู่รอบแกนอยู่แล้ว มันถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของตำแหน่งเริ่มต้นของจุดโดยคำนึงถึงทิศทางของการเคลื่อนที่ - และโมเมนตัมนั่นคือผลคูณของมวลและความเร็ว เมื่อทราบโมเมนตัมเชิงมุมที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุน จะสามารถระบุได้ว่าโหลดใดจะตกในแต่ละส่วนเมื่อทำปฏิกิริยากับอีกส่วน
บานพับเป็นตัวอย่างของการถ่ายโอนโมเมนตัม
ตัวอย่างทั่วไปของวิธีการใช้ข้อมูลทั้งหมดข้างต้นคือข้อต่อความเร็วคงที่ (ข้อต่อ CV) ส่วนนี้ใช้เป็นหลักในรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้า ซึ่งไม่เพียงแต่จะต้องทำให้มั่นใจถึงอัตราการหมุนของล้อที่แตกต่างกันเมื่อเข้าโค้งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการควบคุมและการส่งแรงกระตุ้นจากเครื่องยนต์ไปยัง พวกเขา.
ดูวิดีโอ
การออกแบบยูนิตนี้มีจุดประสงค์เพื่อ:
- ทำให้เท่ากันว่าล้อหมุนเร็วแค่ไหน
- ให้การหมุนในขณะที่หมุน
- รับประกันความเป็นอิสระของช่วงล่างด้านหลัง
ด้วยเหตุนี้ สูตรทั้งหมดที่ระบุข้างต้นจึงถูกนำมาพิจารณาในการทำงานของ SHRUS