Dieser Artikel erklärt, was Kreisbewegung in der Physik ist. Ebenso finden Sie die Eigenschaften von Kreisbewegungen, Beispiele für Kreisbewegungen und welche verschiedenen Arten von Kreisbewegungen es gibt.
Was ist Kreisbewegung?
Kreisbewegung oder Umfangsbewegung ist die Bewegung, die von einem sich bewegenden Körper beschrieben wird, dessen Flugbahn ein Kreis ist, daher ist der Krümmungsradius einer Kreisbewegung konstant.
Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit handelt es sich um eine gleichmäßige Kreisbewegung. Ist die Winkelgeschwindigkeit hingegen variabel, handelt es sich um eine gleichmäßig beschleunigte Kreisbewegung. Im Folgenden werden wir die Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Kreisbewegungen sehen.
Das Hauptmerkmal einer Kreisbewegung besteht daher darin, dass die vom Mobiltelefon beschriebene Flugbahn ein Kreis ist. Somit sind die Drehachse und der Kreiselradius einer Kreisbewegung konstant.
Beispielsweise ist die von einer Riesenradkabine beschriebene Bewegung eine Kreisbewegung, da die Flugbahn, die sie ausführt, eine Kreisbewegung ist. Weitere Beispiele für Kreisbewegungen finden sich im Alltag, beispielsweise die Flügel eines Ventilators, die Drehung eines Rades, die Drehung eines Kreisels usw.
Beispiele für Kreisbewegungen
Nachdem wir nun die Definition der Kreisbewegung kennen, schauen wir uns einige Beispiele an, um ihre Bedeutung vollständig zu verstehen.
Beispiele für Kreisbewegungen:
- Die Bewegung einer Riesenradkabine ist ein Beispiel für eine Kreisbewegung.
- Die Flügel eines Ventilators bewegen sich kreisförmig.
- Ein weiteres Beispiel für eine Kreisbewegung ist das Drehen eines Rades.
- Die Trommel einer Waschmaschine dreht sich kreisförmig.
- Die Propeller eines Hubschraubers drehen sich in kreisförmigen Bewegungen.
Kreisbewegungskonzepte
Bei Kreisbewegungen sollten die folgenden kinematischen Konzepte klar sein. Wenn Sie Fragen zu einem Konzept haben, können Sie darauf klicken und werden zu unserem Artikel weitergeleitet, in dem wir das besagte Konzept ausführlich erläutern.
- Achse : Dies ist der Mittelpunkt der Kreisbewegungsbahn.
- Radius (r) : ist der Abstand zwischen einem Punkt auf der Flugbahn und dem Rotationszentrum.
- Winkelposition (θ) : Winkel, der durch den Radius der Position des Partikels gebildet wird, der die Kreisbewegung mit einer Referenzposition (im Allgemeinen die positive horizontale Halbachse des Kreises) beschreibt.
- Winkelgeschwindigkeit (ω) : Geschwindigkeit, mit der sich der Körper dreht, der die Kreisbewegung ausführt.
- Winkelbeschleunigung (α) : ist die Änderung der Winkelgeschwindigkeit pro Zeiteinheit.
- Tangentialgeschwindigkeit (v t ) : Dies ist die Größe der Geschwindigkeit des Körpers, der einer Kreisbewegung folgt. Die Tangentialgeschwindigkeit ist tangential zur Bahn der Kreisbewegung.
- Zentripetalbeschleunigung (a c ) : Vektorkomponente der Beschleunigung des Körpers, die ihn dazu bringt, seine Richtung zu ändern und ihn somit einer kreisförmigen Flugbahn zu folgen. Die Zentripetalbeschleunigung steht senkrecht zur Tangentialgeschwindigkeit und zeigt zum Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Tangentialbeschleunigung (bei t ) : Vektorkomponente der Beschleunigung, die die Amplitude der Tangentialgeschwindigkeit verändert. Die Tangentialbeschleunigung verläuft tangential zur Flugbahn und senkrecht zur Zentripetalbeschleunigung.
- Periode (T) : ist die Zeit, die das Mobiltelefon benötigt, um eine vollständige Umdrehung durchzuführen.
- Frequenz (f) : Dies ist die Anzahl der Umdrehungen, die das Mobiltelefon pro Zeiteinheit zurücklegt.
Arten von Kreisbewegungen
Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Kreisbewegungen :
- Uniform Circular Motion (MCU) – Die Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung ist konstant. Zum Beispiel: die Flügel eines Ventilators.
- Gleichmäßig beschleunigte Kreisbewegung (UACM) – Die Winkelbeschleunigung des Körpers ist konstant, sodass die Winkelgeschwindigkeit gleichmäßig zunimmt oder abnimmt. Zum Beispiel: die Drehung eines Autorades beim Starten.
Daher variieren die Formeln für Kreisbewegungen je nachdem, ob die Kreisbewegung gleichmäßig oder gleichmäßig beschleunigt ist. Unter den folgenden Links können Sie die Formeln für die einzelnen Kreisbewegungsarten einsehen: