Mozgástan, körmozgás
szög
- jele: \( \alpha \), \( \phi \)
- mértékegysége: \( rad \), de a radiánt gyakran nem írják ki
- átváltás:
- egy kör: \( 360 (fok) = 2 \cdot 180 (fok) = 2 \pi (rad) \)
- fél kör: \( 180 (fok) = 1 \cdot 180 (fok) = 1 \pi (rad) \)
- negyed kör: \( 90 (fok) = \frac{1}{2} \cdot 180 (fok) = \frac{1}{2} \pi (rad) \)
szögelfordulás, más néven elfordulás szöge
- jele: \( \Delta \alpha \), \( \Delta \phi \)
- mértékegysége: \( rad \)
ívhossz
- jele: \( i \)
- kiszámítása: \( i = \alpha \cdot r \)
- mértékegysége: \( m \)
befutott ívhossz
- jele: \( \Delta i \)
- kiszámítása: \( \Delta i = \Delta \alpha \cdot r \)
- mértékegysége: \( m \)
egyenletes körmozgás
- Egyenlő időközönként egyenlő ívhosszakat fut be.
- A befutott ívhossz egyenesen arányos a közben eltelt idővel, hányadosuk a kerületi sebességet adja meg
kerületi sebesség
- A körmozgás gyorsaságára jellemző, megmutatja az egységnyi idő alatt befutott ív hosszát
- kiszámítása: kerületi sebesség egyenlő befutott ív hossza osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( v_k \)
- képlete: \( v_k = \frac{\Delta i}{\Delta t} \)
- mértékegysége: \( \frac{m}{s} \)
- iránya: a haladás irányába mutat, a kör minden pontjában érintő irányú, a sugárra merőleges
megtett fordulatok száma
- jele: \( n \), \( Z \)
- mértékegysége: nincs, de lehet fordulat, kör, vagy darab is
fordulatszám, más néven frekvencia
- A forgás gyorsaságára jellemző, megmutatja az egységnyi idő alatt megtett körök számát
- kiszámítása: fordulatszám egyenlő megtett körök száma osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( f \)
- képlete: \( f = \frac{n}{\Delta t} \)
- mértékegysége: \( \frac{1}{s} \), más néven \( Hz \) (hertz).
- iránya: nincs
szögsebesség, más néven körfrekvencia
- A forgás gyorsaságára jellemző, megmutatja az egységnyi idő alatt megtett szögelfordulást
- kiszámítása: szögsebesség egyenlő elfordulás szöge osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( \omega \)
- képlete: \( \omega = \frac{\Delta \alpha}{\Delta t} \)
- mértékegysége: \( \frac{rad}{s} \), vagy \( \frac{1}{s} \)
- iránya: nincs
periódusidő
- A forgás gyorsaságára jellemző, megmutatja, hogy mennyi idő szükséges egy teljes fordulat megtételéhez
- kiszámítása: periodusidő egyenlő eltelt idő osztva a megtett fordulatok számával
- jele: \( T \)
- képlete: \( T = \frac{\Delta t}{n} \)
- mértékegysége: \( s \)
- iránya: nincs
körmozgásra vonatkozó további összefüggések
- A periódusidő és a fordulatszám egymás reciprokával egyezik meg, azaz \( f = \frac{1}{T} \)
- A szögsebesség másodpercenkénti szögelfordulással, a fordulatszám pedig másodpercenkénti fordulatok számával egyezik meg.
Mivel egy teljes fordulat \( 2 \pi \) rad-nal egyenlő,
így a szögsebesség egyenlő \( 2 \pi \)-szer fordulatszám, azaz \( \omega = 2 \pi \cdot f \) - A fordulatszám, szögsebesség, és a periódusidő közül bármelyikből kiszámítható a másik kettő más adat ismerete nélkül is
T | f | ω | |
T | - | \( T = \frac{1}{f}\) | \( T = \frac{2 \pi}{\omega}\) |
f | \( f = \frac{1}{T}\) | - | \( f = \frac{\omega}{2 \pi}\) |
ω | \( \omega = \frac{2 \pi}{T}\) | \( \omega = 2 \pi \cdot f \) | - |
\( v_k \) | \( v_k = \frac{2 \pi}{T} \cdot r \) | \( v_k = 2 \pi \cdot f \cdot r \) | \( v_k = \omega \cdot r \) |
centripetális gyorsulás
- Az irányváltozás gyorsaságára jellemző
- kiszámítása: centripetális gyorsulás egyenlő sebességváltozás osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( a_{cp} \)
- képlete: \( a_{cp} = \frac{\Delta v_k}{\Delta t} \) → \( a_{cp} = \frac{v_k^2}{r} \) → \( a_{cp} = {\omega}^2 \cdot r \)
- mértékegysége: \( \frac{m}{s^2} \)
- iránya: mindig a kör középpontja felé mutat és merőleges a sebességre
egyenletesen változó körmozgás
- Egyenlő időközönként egyenlő mértékben változik a kerületi sebesség.
- A kerületi sebesség változása egyenesen arányos a közben eltelt idővel, hányadosuk a kerületi gyorsulást adja meg
kerületi gyorsulás
- A kerületi sebesség változásának gyorsaságára jellemző, megmutatja az egységnyi idő alatti kerületi sebességváltozást
- kiszámítása: kerületi gyorsulás egyenlő kerületi sebességváltozás osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( a_k \)
- képlete: \( a_k = \frac{\Delta v_k}{\Delta t} \)
- mértékegysége: \( \frac{m}{s^2} \)
- iránya: ha gyorsul, akkor előre, ha lassul, akkor hátra mutat
egyenletesen változó forgómozgás
- Egyenlő időközönként egyenlő mértékben változik a szögsebesség.
- A szögsebesség változása egyenesen arányos a közben eltelt idővel, hányadosuk a szöggyorsulást adja meg
szöggyorsulás
- A szögsebesség változásának gyorsaságára jellemző, megmutatja az egységnyi idő alatti szögsebességváltozást
- kiszámítása: szöggyorsulás egyenlő szögsebességváltozás osztva a közben eltelt idővel
- jele: \( \beta \)
- képlete: \( \beta = \frac{\Delta \omega}{\Delta t} \)
- mértékegysége: \( \frac{rad}{s^2} \)
- iránya: ha gyorsul, akkor előre, ha lassul, akkor hátra mutat