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