匀变速率圆周运动公式(圆周运动公式)
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线速度V=s/t=2πR/T
角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R
向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R
周期与频率T=1/f
角速度与线速度的关系V=ωR
角速度与转速的关系ω=2πn
匀速圆周运动向心力公式的推导
设一质点在A处的运动速度为Va,在运动很短时间⊿t后,到达B点,设此是的速度为Vb
由于受向心力的作用而获得了一个指向圆心
速度⊿v,在⊿v与Va的共同作用下而运动到B点,达到Vb的速度
则矢量Va+矢量⊿v=矢量Vb,矢量⊿v=矢量Vb-矢量Va
用几何的方法可以得到Va与Vb的夹 角等于OA与OB的夹角,当⊿t非常小时
⊿v/v=s/r(说明:由于质点做匀速圆周运动,所以Va=Vb=v,s表示弧长,r表示半径)
所以⊿v=sv/r
⊿v/⊿t=s/⊿t * v/r,其中⊿v/⊿t表示向心加速度a,s/⊿t 表示线速度
所以a=v²/r=rω²=r4π²/T²=r4π²n²
F(向心力)=ma=mv²/r=mrω²=m4π²/T²r
将平面里的二维匀速圆周运动一维化
建立一个模型
质量为m的小球与一劲度系 数为k的弹簧(原长无限短)相连,在平 面 直 角 坐 标 系x-y里做角速度为ω,半径为A的匀速圆周动。
此时F(向心力)=kA=m(4π^2/T^2)r可知T=2π√k/m
在x轴上有 Vx=Vcos(ωt+φ)Fx=kx=kAsin(ωt+φ)即x=kAsin(ωt+φ)
同理,y轴上有Vy=Vsin(ωt+φ)Fy=ky=kAsin(ωt+φ) 即y=kAcos(ωt+φ)
将此推广可知小球在过原点的任何一条直线上的投影均做简谐运动。
主要公式
线速度v=wr
求线速度,除了可以用,也可推导出v=2Tr/T(注:T为周期)=0r=2Trn(注: n代表转速,n与T可以互相转换,公式为T=1/n),T代表圆周率
同样的,求角速度可以用w =弧度/t=2T/T=v /r=2Tn
其中s为弧长,r指半径,v为线速度,a为加速度,T为周期,w为角速度(单位:rad/s) 。
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