Угловая скорость: формула частоты вращения

Иногда применительно к автомобилям всплывают вопросы из математики и физики. В частности, одним из таких вопросов является угловая скорость. Она имеет отношение как к работе механизмов, так и к прохождению поворотов. Разберёмся же, как определить эту величину, в чём она измеряется и какими формулами тут нужно пользоваться.

Содержание

• Как определить угловую скорость: что это за величина?
• Формула времени, за которое вращается точка по окружности заданного радиуса
• Угол поворота и период обращения
• Чему равна угловая скорость в конкретных случаях?
• Связь угловой и линейной скоростей
• Ускорение, момент и связь их с массой
• Шарнир как пример передачи импульса

Как определить угловую скорость: что это за величина?

С физико-математической точки зрения эту величину можно определить следующим образом: это данные, которые показывают, как быстро некая точка осуществляет оборот вокруг центра окружности, по которой она движется.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Эта, казалось бы, чисто теоретическая величина, имеет немалое практическое значение при эксплуатации автомобиля. Вот лишь несколько примеров:

• Необходимо правильно соотносить движения, с которыми вращаются колёса при повороте. Угловая скорость колеса автомобиля, движущегося по внутренней части траектории, должна быть меньше, чем у внешнего.
• Требуется рассчитывать, насколько быстро в автомобиле вращается коленвал.
• Наконец, сама машина, проходя поворот, тоже имеет определённую величину параметров движения – и от них на практике зависит устойчивость автомобиля на трассе и вероятность опрокидывания.

Формула времени, за которое вращается точка по окружности заданного радиуса

Для того, чтобы рассчитывать угловую скорость, используется следующая формула:

ω = ∆φ /∆t

Где:

• ω (читается «омега») – собственно вычисляемая величина.
• ∆φ (читается «дельта фи») – угол поворота, разница между угловым положением точки в первый и последний момент времени измерения.
• ∆t
  (читается «дельта тэ») – время, за которое произошло это самое смещение. Точнее, поскольку «дельта», это означает разницу между значениями времени в момент, когда было начато измерение и когда закончено.

Приведённая выше формула угловой скорости применяется лишь в общих случаях. Там же, где речь идёт о равномерно вращающихся объектах или о связи между движением точки на поверхности детали, радиусом и временем поворота, требуется использовать другие соотношения и методы. В частности, тут уже будет необходима формула частоты вращения.

Угловая скорость измеряется в самых разных единицах. В теории часто используется рад/с (радиан в секунду) или градус в секунду. Однако эта величина мало что означает на практике и использоваться может разве что в конструкторской работе. На практике же её больше измеряют в оборотах за секунду (или минуту, если речь идёт о медленных процессах). В этом плане она близка к частоте вращения.

Угол поворота и период обращения

Гораздо более часто, чем угол поворота, используется частота вращения, которая показывает, сколько оборотов делает объект за заданный период времени. Дело в том, что радиан, используемый для расчётов – это угол в окружности, когда длина дуги равна радиусу. Соответственно в целой окружности находится 2 π радианов. Число же π – иррациональное, и его нельзя свести ни к десятичной, ни к простой дроби. Поэтому в том случае, если происходит равномерное вращение, проще считать его в частоте. Она измеряется в об/мин – оборотах в минуту.

Если же дело касается не длительного промежутка времени, а лишь того, за который происходит один оборот, то здесь используется понятие периода обращения. Она показывает, как быстро совершается одно круговое движение. Единицей измерения здесь будет выступать секунда.

Связь угловой скорости и частоты вращения либо периода обращения показывает следующая формулы:

ω = 2 π / T = 2 π *f,

где:

• ω – угловая скорость в рад/с;
• T – период обращения;
• f – частота вращения.

Получить любую из этих трёх величин из другой можно с помощью правила пропорций, не забыв при этом перевести размерности в один формат (в минуты либо секунды)

Чему равна угловая скорость в конкретных случаях?

Приведём пример расчёта на основе приведённых выше формул. Допустим, имеется автомобиль. При движении на 100 км/ч его колесо, как показывает практика, делает в среднем 600 оборотов за минуту (f = 600 об/мин). Рассчитаем угловую скорость.

Для начала переведем об/мин в об/с. Для этого разделим 600 на 60 (число секунд в минуте) и получим 10 об/с . Попутно мы получили и период обращения: эта величина является обратной по отношению к частоте и при измерении в секундах 0,1 с.

Далее используем формулу:

ω = 2 π *f

Поскольку точно выразить π десятичными дробями невозможно, результат примерно равен будет 62,83 рад/с.

Связь угловой и линейной скоростей

На практике часто приходится проверять не только ту скорость, с какой изменяется угловое положение у вращающейся точки, но и скорость её самой применительно к линейному движению. В приведённом выше примере были сделаны расчёты для колеса – но колесо движется по дороге и либо вращается под действием скорости автомобиля, либо само ему эту скорость обеспечивает. Значит, каждая точка на поверхности колеса помимо угловой будет иметь и линейную скорость.

Рассчитать её проще всего через радиус. Поскольку скорость зависит от времени (которым будет период обращения) и пройденного расстояния (которым является длина окружности), то, учитывая приведённые выше формулы, угловая и линейная скорость будут соотноситься так:

V = ωR

Где:

• V – линейная скорость;
• R – радиус.

Из формулы очевидно, что чем больше радиус, тем выше и значение такой скорости. Применительно к колесу с самой большой скоростью будет двигаться точка на внешней поверхности протектора (R максимален), но вот точно в центре ступицы линейная скорость будет равна нулю.

Ускорение, момент и связь их с массой

Помимо приведённых выше величин, с вращением связано ещё несколько моментов. Учитывая же, сколько в автомобиле крутящихся деталей разного веса, их практическое значение нельзя не учесть.

Равномерное вращение – это важная вещь. Вот только нет ни одной детали, которая бы всё время крутилась равномерно. Число оборотов любого крутящегося узла, от коленвала до колеса, всегда в конечном итоге растёт, а затем падает. И та величина, которая показывает, насколько выросли обороты, называется угловым ускорением. Поскольку она производная от угловой скорости, измеряется она в радианах на секунду в квадрате (как линейное ускорение – в метрах на секунду в квадрате).

С движением и её изменением во времени связан и другой аспект – момент импульса. Если до этого момента мы могли рассматривать только чисто математические особенности движения, то здесь уже нужно учитывать то, что каждая деталь имеет массу, которая распределена вокруг оси. Он определяется соотношением начального положения точки с учётом направления движения – и импульса, то есть произведения массы на скорость. Зная момент импульса, возникающий при вращении, можно определить, какая нагрузка будет приходиться на каждую деталь при её взаимодействии с другой

Шарнир как пример передачи импульса

Характерным примером того, как применяются все перечисленные выше данные, является шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) . Эта деталь используется прежде всего на переднеприводных автомобилях, где важно не только обеспечить разный темп вращения колёс при повороте – но и при этом их управляемость и передачу на них импульса от работы двигателя.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Конструкция этого узла как раз и предназначена для того, чтобы:

• уравнивать между собой, как быстро вращаются колёса;
• обеспечивать вращение в момент поворота;
• гарантировать независимость задней подвеске.

В результате все формулы, приведённые выше, учитываются в работе ШРУС.

5 ответов, которые вы должны знать —

By Рабия Халид

Обороты в минуту (обороты в минуту) и угловая скорость определяют скорость вращающегося тела. Давайте обсудим, как изменить обороты на угловую скорость.

Преобразование оборотов в угловую скорость или наоборот может быть выполнено просто для определения скорости объекта. В физике или машиностроении обе эти концепции определяют, насколько быстро частица или объект вращаются вокруг своей фиксированной оси или по круговой траектории. 

Так же, как линейное движение, есть и вращательное движение. Быстрота вращающегося тела определяется его угловой скоростью. Например, колесо движущегося автомобиля вращается вокруг неподвижной оси и по круговой траектории. Благодаря этому движению угол продолжает изменяться, и угловая скорость возникает. 

Изображение Фото: DNET на основе растровой версии, выпущенной под GFDL, Угловая скорость, CC BY-SA 3. 0

Угловая скорость или скорость вращающегося тела определяет, насколько быстро происходит вращение по круговой траектории. Его единица равна радианам в секунду. Полный круг имеет длину 360°, поэтому, если частица совершает 1 полный оборот за 1 секунду, то ее угловая скорость будет равна 360 градусам в секунду. В радианах на секунду угловая скорость будет равняться 2π радианам в секунду, так как 360° равно 2π радианам. 

Число оборотов в минуту (оборотов в минуту) также определяет, насколько быстро тело вращается. 1 полный оборот объекта составляет 1 оборот. Скорость объекта становится совершенными оборотами в минуту.  

Мы можем преобразовать обороты в угловую скорость всего за несколько простых шагов. Стандартная единица угловой составляющей скорости — радиан в секунду. Поэтому для преобразования количество оборотов в минуту необходимо изменить на радианы в секунду. 

1 полный оборот, совершенный вращающимися объектами, равен 360 °. А 360 ° радиан равняется 2π радиан. Следовательно, 1 оборот равен 2π радианам;

1 оборот = 2π радиан

Кроме того, мы знаем, что 1 мин = 60 секунд.  

Следовательно, обороты до угловой скорости становятся;

1 оборот/1минута=2π радиан/60 секунд

Таким образом, мы имеем;

1 об/мин=2π/60 рад.с^-1

Соотношение между оборотами в минуту и ​​угловой скоростью становится; 

ω=2π/60 об/мин

Например, прялка вращается со скоростью 300 об / мин. Мы можем найти угловую скорость как; 

Первый шаг — перевести количество оборотов в радианы. 

1 оборот = 2π

300 оборотов = 300 x 2π = 600 π

Второй шаг — перевести минуты в секунды.

1 минута = 60 секунд

Теперь угловая скорость будет

ω=радиан/секунду

ω=600π/60

ω=10рад.с^-1

Предположим, велосипедная шина диаметром 20 дюймов совершает 420 оборотов за 1 минуту. Тогда угловая скорость шин будет;

об/мин=обороты/время

ω=2π/60*об/мин

ω=2π/60*420

ω=4πрад.с^-1

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Объясните угловую скорость на примере.  

Изменение угла вращающегося тела составляет его угловую скорость. 

Предположим, вращается прялка. При этом он будет двигаться по круговой траектории. Теперь он движется из точки А в точку В, делая угол тета за t секунд. Следовательно, угловая скорость колеса будет равна ω=θ/т . Единица угловой скорости — радиан в секунду.

Является ли угловая скорость векторной величиной?

Угловая скорость равна векторное количество с величиной и направлением. Направление угловой скорости действует вдоль оси вращения тела. 

Что означает обороты? 

Обороты обозначают оборот в минуту. Для вращающегося тела количество оборотов, совершаемых за одну минуту, определяет его скорость. 

Какова угловая скорость секундной стрелки часов? 

Секундная стрелка часов — это основной пример угловой скорости.

Секундная стрелка часов совершает полный оборот за одну минуту. Мы знаем, что 1 оборот равен 2π радиан, а 1 минута равна 60 секундам. Следовательно, угловая скорость секундной стрелки равна:

ω=2π/60

ω=π/30

ω=0.105рад.с^-1

Как преобразовать обороты в угловую скорость? 

Число оборотов в минуту можно преобразовать в угловую скорость за несколько простых шагов. 

Обороты — это количество оборотов в минуту. 1 оборот равен 360 °, а 360 ° равняется 2π радианам. Поэтому у нас есть;

1 оборот = 2π радиан

Во-вторых, 1 минута равна 60 секундам. 

Таким образом, мы имеем; 

1 об/мин=2π/60 рад.с^-1

ω=2π/60*об/мин

Как преобразовать об/мин в линейную скорость

Обновлено 14 февраля 2020 г.

Ли Джонсон

Вращательное движение — одна из самых важных вещей, которые нужно понимать при изучении классической физики, а преобразование скорости вращения в линейную — ключевая задача во многих задачах.

Само вычисление довольно простое, но оно усложняется, если угловая скорость (то есть изменение углового положения в единицу времени) выражается в нестандартной форме, такой как число оборотов в минуту (об/мин). Однако преобразовать число оборотов в минуту в скорость по-прежнему достаточно просто после того, как вы преобразуете число оборотов в минуту в более стандартную меру угловой скорости.

Об/мин Формула и пояснение

Об/мин – это число полных оборотов в минуту . Например, если колесо вращается так, что оно совершает один полный оборот в секунду, за 60 секунд оно совершит 60 оборотов и будет вращаться со скоростью 60 об/мин. Формула RPM, которую вы можете использовать для определения RPM в любой ситуации:

\text{RPM} = \frac{\text{Количество оборотов}}{\text{время в минутах}}

Из этой формулы вы можете рассчитать обороты в любой ситуации и даже если вы записываете количество оборотов меньше (или больше) минуты. Например, если колесо совершает 30 оборотов за 45 секунд (т. е. 0,75 минуты), результат будет следующим: 30 ÷ 0,75 = 40 об/мин.

Об/мин в угловую скорость

В большинстве случаев в физике используется угловая скорость ( ω ) вместо об/мин, которая по существу представляет собой угловое изменение положения объекта в секунду, измеряемое в радианах в секунду.

Это гораздо более удобный формат, когда вы конвертируете число оборотов в минуту в линейную скорость, потому что существует простое соотношение между угловой скоростью и линейной скоростью, которое не существует в явной форме для числа оборотов в минуту. Учитывая, что в полном обороте 2π радиан, RPM на самом деле говорит вам «количество 2π радиан оборотов в минуту».

Используя это, легко увидеть, как преобразовать число оборотов в минуту в угловую скорость: сначала преобразуйте значение в минуту в число в секунду, а затем преобразуйте число оборотов в значение в радианах. Вам нужна следующая формула:

ω = \frac{\text{об/мин}}{60 \text{секунда/минута}} × 2π \text{рад/об}

Проще говоря, вы делите на 60, чтобы преобразовать в оборотов в секунду, затем вы умножаете на 2π, чтобы превратить это в значение в радианах в секунду, то есть угловую скорость , которую вы ищете. Например, когда колесо в предыдущем разделе двигалось со скоростью 40 об/мин, вы конвертируете угловую скорость следующим образом:

\begin{align} ω &= \frac{40 \text{ об/мин}}{60 \text{ секунда/минута}} × 2π \text{ рад/об} \\ &= 4,19 \text{ рад/с } \end{aligned}

Угловая скорость в скорость

С этого момента преобразование из RPM в линейную скорость выполняется просто. Нужна следующая формула:

v = ωr

Где ω — это угловая скорость, которую вы рассчитали на предыдущем шаге, а r — это радиус кругового пути для движения, и вы перемножаете их вместе, чтобы найти линейная скорость. Например, при вращении колеса со скоростью 40 об/мин, т.е. 4,19рад/с, при радиусе 15 см = 0,15 м, скорость равна:

\begin{aligned} v &= 4,19 \text{ рад/с} × 0,15 \text{ м} \\ &= 0,63 \text { м/с} \end{aligned}

Есть несколько дополнительных моментов, о которых стоит помнить при выполнении этих вычислений. Во-первых, направление линейной скорости, которое вы рассчитываете, всегда по касательной к точке на окружности, для которой вы рассчитываете.

Например, если вы раскачиваете йо-йо по гигантскому кругу, но веревка порвется, йо-йо полетит в любом направлении, в котором оно двигалось на мгновенно оборвалась струна. Во-вторых, очень важно думать о единицах измерения при расчете оборотов в минуту. Единицы расстояния, которые вы используете для радиуса, будут такими же, как единицы расстояния в вашей конечной скорости, поэтому лучше придерживаться метров или футов, даже если число для радиуса окажется очень маленьким.

Угол поворота и угловая скорость

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определять длину дуги, угол поворота, радиус кривизны и угловую скорость.
• Рассчитайте угловую скорость вращения колеса автомобиля.

В кинематике мы изучали движение по прямой и ввели такие понятия, как перемещение, скорость и ускорение. Двумерная кинематика имеет дело с движением в двух измерениях. Движение снаряда — это частный случай двумерной кинематики, в котором объект проецируется в воздух, подвергаясь действию силы гравитации, и приземляется на расстоянии. В этой главе мы рассмотрим ситуации, когда объект не приземляется, а движется по кривой. Начнем изучение равномерного кругового движения с определения двух угловых величин, необходимых для описания вращательного движения.

Угол поворота

Когда объекты вращаются вокруг некоторой оси — например, когда CD (компакт-диск) на рис. 1 вращается вокруг своего центра, — каждая точка объекта движется по дуге окружности. Рассмотрим линию от центра компакт-диска к его краю. Каждая яма , используемая для записи звука вдоль этой линии, перемещается под одним и тем же углом за одно и то же время. Угол поворота представляет собой величину поворота и аналогичен линейному расстоянию. Определим угол поворота Δ θ как отношение длины дуги к радиусу кривизны: [латекс]\displaystyle\Delta\theta=\frac{\Delta{s}}{r}\\[/latex]

Рисунок 1. Все точки на компакт-диске движутся по дугам окружности. Все ямы вдоль линии от центра к краю перемещаются на один и тот же угол Δθ за время Δt .

Рис. 2. Радиус окружности повернут на угол Δθ . Длина дуги Δs описана на окружности.

длина дуги   Δs  – это расстояние, пройденное по круговой траектории, как показано на рисунке 2. Обратите внимание, что r  – это  радиус кривизны  круглой траектории.

Мы знаем, что для одного полного оборота длина дуги равна длине окружности радиусом r . Длина окружности равна 2π r . Таким образом, для одного полного оборота угол поворота равен

[латекс]\displaystyle\Delta\theta=\frac{2\pi{r}}{r}=2\pi\\[/latex].

Этот результат является основой для определения единиц, используемых для измерения углов поворота, Δ θ до радиан  (рад), определенных таким образом, что 2π рад = 1 оборот.

Сравнение некоторых полезных углов, выраженных как в градусах, так и в радианах, показано в таблице 1.

Рис. 3. Точки 1 и 2 поворачиваются на один и тот же угол (Δθ), но точка 2 перемещается по большей дуге (Δs), поскольку находится на большем расстоянии от центра вращения (r). 9{\circ}\\[/латекс].

Угловая скорость

Как быстро вращается объект? Мы определяем угловую скорость ω как скорость изменения угла. В символах это [латекс]\omega=\frac{\Delta\theta}{\Delta{t}}\\[/latex], где угловой поворот Δ θ происходит за время Δ t . Чем больше угол поворота за данный промежуток времени, тем больше угловая скорость. Единицами угловой скорости являются радианы в секунду (рад/с).

Угловая скорость ω аналогична линейной скорости v . Чтобы получить точное соотношение между угловой и линейной скоростью, мы снова рассмотрим ямку на вращающемся компакт-диске. Эта яма движется по дуге длиной Δ с за время Δ t , поэтому она имеет линейную скорость [латекс]v=\frac{\Delta{s}}{\Delta{t}}\\[/ латекс].

Из [латекс]\Delta\theta=\frac{\Delta{s}}{r}\\[/latex] мы видим, что Δ s  = r Δ θ . Подставляя это в выражение для v дает [латекс]v=\frac{r\Delta\theta}{\Delta{t}}=r\omega\\[/latex].

Мы запишем это отношение двумя разными способами и получим два разных понимания:

[latex]v=r\omega\text{ или }\omega\frac{v}{r}\\[/latex].

Первое соотношение в [latex]v=r\omega\text{ или }\omega\frac{v}{r}\\[/latex] утверждает, что линейная скорость v пропорциональна расстоянию от центр вращения, таким образом, он является наибольшим для точки на ободе (наибольшая r ), как и следовало ожидать. Мы также можем назвать эту линейную скорость v точки на ободе тангенциальной скоростью . Второе соотношение в [latex]v=r\omega\text{ или }\omega\frac{v}{r}\\[/latex] можно проиллюстрировать, рассмотрев шину движущегося автомобиля. Обратите внимание, что скорость точки на ободе шины равна скорости автомобиля v . См. рис. 4. Таким образом, чем быстрее движется автомобиль, тем быстрее вращается шина — большие против означают большие ω , потому что v = rω . Точно так же шина большего радиуса, вращающаяся с той же угловой скоростью ( ω ), будет производить большую линейную скорость ( v ) для автомобиля.

Рис. 4. Автомобиль, движущийся со скоростью v вправо, имеет шину, вращающуюся с угловой скоростью ω. Скорость протектора шины относительно оси равна v , такая же, как если бы автомобиль были подняты. Таким образом, автомобиль движется вперед с линейной скоростью v = r ω, где r — радиус шины. Большая угловая скорость шины означает большую скорость автомобиля.

Пример 1. Как быстро вращается автомобильная шина?

Рассчитайте угловую скорость автомобильной шины радиусом 0,300 м, когда автомобиль движется со скоростью 15,0 м/с (около 54 км/ч). См. рис. 4.

Стратегия

Поскольку линейная скорость обода шины равна скорости автомобиля, мы имеем v = 15,0 м/с. Радиус шины равен 9.0025 r = 0,300 м. Зная v и r , мы можем использовать второе соотношение в [latex]v=r\omega\text{ или }\omega\frac{v}{r}\\[/latex] для вычисления угловой скорости .

Решение

Для расчета угловой скорости мы будем использовать следующую зависимость: [латекс]\омега\фрак{в}{г}\\[/латекс].

Подстановка известных,

[латекс]\omega=\frac{15,0 \text{ м/с}}{0,300\text{ м}}=50,0\text{ рад/с}\\[/latex].

Обсуждение

Когда мы исключаем единицы измерения в приведенном выше расчете, мы получаем 50,0/с. Но угловая скорость должна иметь единицы рад/с. Поскольку радианы на самом деле безразмерны (радианы определяются как отношение расстояния), мы можем просто вставить их в ответ для угловой скорости. Также обратите внимание, что если бы землеройная машина с колесами гораздо большего размера, скажем, радиусом 1,20 м, двигалась с той же скоростью 15,0 м/с, его колеса вращались бы медленнее. У них будет угловая скорость [латекс]\omega=\frac{15,0\text{ м/с}}{1,20\text{ м}}=12,5\text{ рад/с}\\[/latex].

Оба ω и v имеют направления (следовательно, они являются угловой и линейной скоростями , соответственно). Угловая скорость имеет только два направления относительно оси вращения — либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. Линейная скорость касается траектории, как показано на рис. 5.

Самостоятельный эксперимент

Привяжите объект к концу веревки и раскачайте его по горизонтальному кругу над головой (раскачивая на запястье). Поддерживайте постоянную скорость при раскачивании объекта и измеряйте угловую скорость движения. Какова примерная скорость объекта? Определите точку рядом с вашей рукой и выполните соответствующие измерения, чтобы рассчитать линейную скорость в этой точке. Определите другие круговые движения и измерьте их угловые скорости.

Рисунок 5. Когда объект движется по кругу, здесь муха на краю старой виниловой пластинки, ее мгновенная скорость всегда касается окружности. Направление угловой скорости в этом случае – по часовой стрелке.

Исследования PhET: Революция божьей коровки

Присоединяйтесь к божьей коровке в исследовании вращательного движения. Вращайте карусель, чтобы изменить ее угол, или выберите постоянную угловую скорость или угловое ускорение. Узнайте, как круговое движение связано с ошибкой x ,  y положение, скорость и ускорение с использованием векторов или графиков.

Нажмите, чтобы загрузить. Запуск с использованием Java.

Резюме раздела

• Равномерное круговое движение — это движение по окружности с постоянной скоростью. Угол поворота [латекс]\Delta\theta\\[/latex] определяется как отношение длины дуги к радиусу кривизны: [latex]\Delta\theta=\frac{\Delta{s}}{r }\\[/latex], где длина дуги Δ с — это расстояние, пройденное по круговой траектории, а 9{\circ}\\[/латекс].
• Угловая скорость ω — это скорость изменения угла, [латекс]\omega=\frac{\Delta\theta}{\Delta{t}}\\[/latex], где вращение [латекс]\Delta\ theta\\[/latex] происходит во времени [latex]\Delta{t}\\[/latex]. Единицами угловой скорости являются радианы в секунду (рад/с). Линейная скорость v и угловая скорость ω связаны соотношением [latex]v=\mathrm{r\omega }\text{ или }\omega =\frac{v}{r}\text{. }[/latex]

Концептуальные вопросы

1. Существует аналогия между вращательными и линейными физическими величинами. Какие вращательные величины аналогичны расстоянию и скорости?

Задачи и упражнения

1. Полуприцепы имеют одометр на одной ступице колеса прицепа. Ступица утяжелена, чтобы не вращаться, но содержит шестерни для подсчета количества оборотов колеса — затем она рассчитывает пройденное расстояние. Если колесо имеет диаметр 1,15 м и совершает 200 000 оборотов, сколько километров должен показывать одометр?
2. Микроволновые печи вращаются со скоростью около 6 об/мин. Что это в оборотах в секунду? Какова угловая скорость в радианах в секунду?
3. Автомобиль с шинами радиусом 0,260 м проезжает 80 000 км, прежде чем они изнашиваются. Сколько оборотов делают шины, если не принимать во внимание заднее движение и изменение радиуса из-за износа?
4. а) Каков период вращения Земли в секундах? б) Какова угловая скорость Земли? (c) Учитывая, что Земля имеет радиус [латекс]6,4\times{10}^6\text{ м}\\[/латекс] на экваторе, какова линейная скорость на поверхности Земли?
5. Бейсбольный питчер вытягивает руку вперед во время подачи, вращая предплечье вокруг локтя. Если скорость мяча в руке питчера 35,0 м/с, а мяч находится на расстоянии 0,300 м от локтевого сустава, какова угловая скорость предплечья?
6. В лакроссе мяч выбрасывается из сетки на конце клюшки путем вращения клюшки и предплечья вокруг локтя. Если угловая скорость мяча относительно локтевого сустава равна 30,0 рад/с, а мяч находится на расстоянии 1,30 м от локтевого сустава, какова скорость мяча?
7. Грузовик с шинами радиусом 0,420 м движется со скоростью 32,0 м/с. Какова угловая скорость вращающихся шин в радианах в секунду? Что это в об/мин?
8. Интегрированные концепции. При ударе по футбольному мячу бьющий игрок вращает ногой вокруг тазобедренного сустава. (a) Если скорость носка ботинка игрока составляет 35,0 м/с, а тазобедренный сустав находится на расстоянии 1,05 м от носка ботинка, какова угловая скорость носка ботинка? (b) Башмак находится в контакте с изначально неподвижным футбольным мячом массой 0,500 кг в течение 20,0 мс. Какая средняя сила действует на футбольный мяч, чтобы придать ему скорость 20,0 м/с? в) Найдите максимальную дальность полета мяча, пренебрегая сопротивлением воздуха.