Dit artikel legt uit wat cirkelvormige beweging is in de natuurkunde. Op dezelfde manier vindt u de kenmerken van cirkelvormige bewegingen, voorbeelden van cirkelvormige bewegingen en wat de verschillende soorten cirkelvormige bewegingen zijn.
Wat is cirkelvormige beweging?
Cirkelvormige beweging , of omtreksbeweging , is die beweging die wordt beschreven door een bewegend lichaam waarvan de baan een cirkel is, daarom is de kromtestraal van een cirkelvormige beweging constant.
Als de hoeksnelheid constant is, is er sprake van een uniforme cirkelvormige beweging. Terwijl als de hoeksnelheid variabel is, het een uniform versnelde cirkelvormige beweging is. Hieronder zullen we de verschillen zien tussen deze twee soorten cirkelvormige bewegingen.
Daarom is het belangrijkste kenmerk van een cirkelvormige beweging dat het door de mobiel beschreven traject een cirkel is. De rotatieas en de draaistraal van een cirkelvormige beweging zijn dus constant.
De beweging die wordt beschreven door een reuzenradcabine is bijvoorbeeld een cirkelvormige beweging, aangezien het traject dat hij aflegt een cirkel is. Andere voorbeelden van cirkelvormige bewegingen zijn te vinden in het dagelijks leven, bijvoorbeeld de bladen van een ventilator, de rotatie van een wiel, de rotatie van een blad, enz.
Voorbeelden van cirkelvormige bewegingen
Nu we de definitie van cirkelvormige beweging kennen, gaan we naar verschillende voorbeelden kijken om de betekenis ervan volledig te begrijpen.
Voorbeelden van cirkelvormige bewegingen:
- De beweging van een reuzenradcabine is een voorbeeld van cirkelvormige beweging.
- De bladen van een ventilator bewegen in een cirkelvormige beweging.
- Een wiel draaien is een ander voorbeeld van cirkelvormige beweging.
- De trommel van een wasmachine draait cirkelvormig.
- De propellers van een helikopter draaien in cirkelvormige bewegingen.
Circulaire bewegingsconcepten
Bij cirkelvormige bewegingen moeten de volgende kinematische concepten duidelijk zijn. Als u vragen heeft over een concept, kunt u erop klikken en wordt u naar ons artikel geleid waar we het betreffende concept gedetailleerd uitleggen.
- As : dit is het middelpunt van het traject van cirkelvormige beweging.
- Straal (r) : is de afstand tussen een punt in het traject en het rotatiecentrum.
- Hoekpositie (θ) : hoek gevormd door de straal van de positie van het deeltje dat de cirkelvormige beweging beschrijft met een referentiepositie (meestal de positieve horizontale halve as van de cirkel).
- Hoeksnelheid (ω) : snelheid waarmee het lichaam dat de cirkelvormige beweging uitvoert, roteert.
- Hoekversnelling (α) : is de variatie van de hoeksnelheid per tijdseenheid.
- Tangentiële snelheid ( vt ) : dit is de grootte van de snelheid van het lichaam na een cirkelvormige beweging. Tangentiële snelheid raakt aan het pad van cirkelvormige beweging.
- Centripetale versnelling ( ac ) : vectorcomponent van de versnelling van het lichaam waardoor het van richting verandert en het daardoor een cirkelvormig traject volgt. De centripetale versnelling staat loodrecht op de tangentiële snelheid en wijst naar het midden van het cirkelvormige pad.
- Tangentiële versnelling (op t ) : vectorcomponent van de versnelling die de amplitude van de tangentiële snelheid wijzigt. Tangentiële versnelling raakt het traject en staat loodrecht op de centripetale versnelling.
- Periode (T) : is de tijd die de mobiel nodig heeft om een volledige revolutie te maken.
- Frequentie (f) : het is het aantal omwentelingen dat de mobiel per tijdseenheid aflegt.
Soorten cirkelvormige bewegingen
In principe zijn er twee soorten cirkelvormige bewegingen :
- Uniforme cirkelbeweging (MCU) – De hoeksnelheid van cirkelvormige beweging is constant. Bijvoorbeeld: de bladen van een ventilator.
- Uniformly Accelerated Circular Motion (UACM) – De hoekversnelling van het lichaam is constant, dus de hoeksnelheid neemt gelijkmatig toe of af. Bijvoorbeeld: de rotatie van een autowiel bij het starten.
De formules voor cirkelvormige beweging variëren dus afhankelijk van het feit of de cirkelvormige beweging uniform of uniform versneld is. In de volgende links kunt u zien wat de formules zijn voor elk type cirkelbeweging: