Ya conocías el concepto de velocidad y velocidad. Pero el concepto de velocidad angular y velocidad son las cantidades físicas que deben entenderse.
Cuando se supone que un objeto se mueve a lo largo de la trayectoria circular, lo que forma un cierto ángulo se llama movimiento angular. El concepto de velocidad angular y velocidad angular son cantidades derivadas de la movimiento angular del objeto. Estudiemos estos conceptos en detalle.
Velocidad angular vs velocidad angular
Antes de discutir la comparación entre la velocidad angular y la velocidad angular, estudiemos el significado de la velocidad angular y la velocidad angular y la fórmula que se utiliza para el cálculo.
¿Qué es la velocidad angular?
Suponga que está girando una bola en la órbita circular, entonces la velocidad angular se puede definir como se muestra a continuación.
La velocidad angular es la medida de la rapidez con que un cuerpo cambia su ángulo con el tiempo mientras gira en la órbita circular.
Fórmula para calcular la velocidad angular.
Para medir la velocidad angular del objeto en rotación, tenemos que calcular el número de revoluciones que cubre el cuerpo por unidad de tiempo. El ángulo de rotación debe tomarse en radianes.
Para un ángulo recto, definimos el radianes como π / 2, que hace mientras se mueve, por lo que, para una rotación completa, tiene 2π radianes.
La velocidad angular se indica con el símbolo ω; está dado por la ecuación,
Dónde; θ es el ángulo de rotación y t es el tiempo necesario para una rotación.
¿Qué es la velocidad angular?
Cuando un objeto gira en una órbita circular con cierta velocidad, entonces la velocidad angular se puede definir de la misma manera que se puede definir la velocidad lineal.
La tasa de cambio en el distancia viajado por un cuerpo en una trayectoria circular uniforme con el tiempo que tarda el cuerpo en viajar se llama como Velocidad angular.
Formula para calcular la velocidad angular.
Para calcular la velocidad angular, debemos conocer la dirección en la que gira el cuerpo.
Supongamos que el objeto gira en sentido antihorario; entonces la velocidad angular se da como;
Dónde; dθ es el cambio en el desplazamiento angular
dt es cambio en el tiempo.
Comparación entre velocidad angular y velocidad angular:
Al conocer las diferencias entre la velocidad angular y la velocidad angular, se puede comprender el concepto fácilmente.
| Velocidad angular | Velocidad angular |
| La velocidad angular es una medida escalar del objeto en rotación. | La velocidad angular es un vector medida del objeto giratorio. |
| La velocidad angular especifica solo la magnitud. | La velocidad angular especifica tanto la magnitud como la dirección. |
| La unidad de velocidad angular es radianes / segundo. | Unidad de velocidad angular también es radianes/segundo. |
| No tiene una dirección adecuada para girar. | Gira en una dirección particular a lo largo de los ejes, ya sea en sentido horario o antihorario. |
| La velocidad varía a lo largo de la trayectoria circular a medida que cambia el ángulo. | La velocidad permanece constante aunque los ángulos sigan cambiando. |
| La velocidad angular da el valor absoluto del vector de velocidad, por lo que debe ser positivo o cero. | La velocidad angular puede volverse negativa siempre que gira a lo largo del eje negativo. |
Consideremos un cuerpo que gira en una órbita circular uniforme con un radio 'r'. El cuerpo se mueve de una posición a otra formando un ángulo 'θ' con el tiempo 't'.
La velocidad angular viene dada por;
La velocidad a la que el cuerpo se desplaza de una posición a otra viene dada por,
s es el desplazamiento que no es más que la longitud del arco del círculo; dada por,
s = r | ∆θ |
Ahora, sustituyendo los valores
Pero
Cuál es la magnitud de la velocidad angular
Velocidad = | ω | r
La ecuación anterior implica que la velocidad angular es la magnitud de la velocidad angular y el radio de la trayectoria por la que viaja el objeto.
Algunos problemas resueltos.
A la bola gira en una trayectoria circular a una cierta velocidad. It gira π radianes por cada 6 segundos. CCalcule la velocidad de rotación.
Solución:
La velocidad se da
La rotación por segundo es 1/6, la velocidad se da como
es decir,. ω = 6π rad / seg.
Un neumático gira en una órbita circular de un radio de 12 cm. El ángulo de rotación es de 9 radianes cada 3 segundos. ¿Averigua la velocidad angular?
Solución:
La velocidad angular viene dada por;
Para una rotación completa, la revolución del neumático es de 360 °. Por tanto, la revolución es de 2π radianes.
ω = 6π rad / seg.
Un disco de 25 m de diámetro gira a una velocidad de 16 m / s. Calcula la velocidad angular del neumático.
Solución:
Dado: el diámetro del neumático = 25 m
El radio está dado por
ω = 1.28 unidades / seg.
Calcula la velocidad de la Tierra, que tarda 365 días en girar alrededor del sol.
Solución:
La Tierra tarda 365 días = t = 365 × 24 × 60 × 60
t = 31536000 seg.
Dado que la Tierra está girando en órbita circular, para una revolución completa, se necesitan 2π radianes.
La velocidad angular es
ω = 1.99 × 10-4 unidades / seg.
FPreguntas frecuentes.
¿Qué se entiende por pseudo vector?
Cuando una cantidad física tiene magnitud y dirección, se dice que la cantidad es un vector.
Los pseudovectores también tienen tanto la magnitud como la dirección. Pero cambia su orientación cuando cambian los ejes de coordenadas.
¿Cómo depende la velocidad angular de la dirección?
La velocidad angular actúa a lo largo de la dirección del eje de rotación.
Si la velocidad actúa hacia el eje de rotación, el objeto está sujeto a rotar en sentido antihorario. Si la velocidad actúa contra el eje de rotación, el objeto está sujeto a rotar en el sentido de las agujas del reloj.
¿Cómo se mantiene constante la velocidad angular en un movimiento circular?
La velocidad de un cuerpo permanece igual aunque la dirección pueda cambiar.
Cuando un cuerpo se somete a un movimiento circular, la dirección del cuerpo puede seguir cambiando. Dado que es una cantidad vectorial, la magnitud equilibra el cambio en la posición y la velocidad angular permanece constante.
¿Cómo impacta la fuerza centrípeta en la velocidad angular?
La fuerza centrípeta actúa perpendicular a la velocidad a lo largo de la trayectoria circular.
La fuerza de fricción contribuye a la fuerza centrípeta, que es igual a la velocidad angular. Cuanto mayor sea la fuerza centrípeta, menor será el radio, pero la velocidad sigue siendo la misma.
¿El radio cambia la rapidez angular de un cuerpo?
El radio no provoca ningún tipo de cambio en la velocidad angular.
La velocidad angular es la misma en todos los puntos de la trayectoria circular, pero no la velocidad lineal. Es porque el cuerpo en movimiento viaja en el mismo ángulo al mismo tiempo en cada punto de trayectoria circular uniforme.
¿Cuándo se vuelve negativa la velocidad angular?
Si el objeto gira en el sentido de las agujas del reloj, entonces el la velocidad se vuelve negativa.
El signo del vector velocidad depende del sistema de coordenadas. La velocidad se vuelve negativa solo cuando el objeto se mueve de izquierda a derecha del eje de coordenadas.
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Soy Keerthi K Murthy, he realizado un posgrado en Física, con la especialización en el campo de la física del estado sólido. Siempre he considerado la física como un tema fundamental que está conectado con nuestra vida diaria. Como estudiante de ciencias, disfruto explorando cosas nuevas en física. Como escritor, mi objetivo es llegar a los lectores de manera simplificada a través de mis artículos.