ተለዋዋጭ እና የእንቅስቃሴ እንቅስቃሴ በማዞሪያው ዘንግ ዙሪያ። የምድር ዘንግ ዙሪያ የምትዞርበት ፍጥነት

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

በማሽከርከር ዘንግ ዙሪያ የሚደረግ እንቅስቃሴ በተፈጥሮ ውስጥ ከተለመዱት የነገሮች እንቅስቃሴ ዓይነቶች አንዱ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ, ይህንን አይነት እንቅስቃሴ ከተለዋዋጭ እና ከኪነማቲክስ እይታ አንጻር እንመለከታለን. እንዲሁም ዋና ዋና አካላዊ መጠኖችን የሚመለከቱ ቀመሮችን እንሰጣለን ።

ስለ የትኛው እንቅስቃሴ ነው እየተነጋገርን ያለነው?

በቀጥታ ትርጉሙ፣ አካላትን በክበብ ዙሪያ ስለመንቀሳቀስ፣ ማለትም ስለ መዞሪያቸው እንነጋገራለን። የዚህ ዓይነቱ እንቅስቃሴ አስደናቂ ምሳሌ ተሽከርካሪው በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የመኪና ወይም የብስክሌት ጎማ መሽከርከር ነው። በበረዶ ላይ ውስብስብ pirouettes በሚያከናውን የሥዕል ተንሸራታች ዘንግ ዙሪያ ማሽከርከር። ወይም የምድራችን ሽክርክር በፀሐይ ዙሪያ እና በራሷ ዘንግ ዙሪያ ወደ ግርዶሽ አውሮፕላን ያዘንባል።

እንደምታየው የታሰበው የእንቅስቃሴ አይነት አስፈላጊ አካል የመዞሪያው ዘንግ ነው። የዘፈቀደ ቅርጽ ያለው አካል እያንዳንዱ ነጥብ በዙሪያው የክብ እንቅስቃሴዎችን ያደርጋል። ከነጥቡ እስከ ዘንግ ያለው ርቀት የማዞሪያ ራዲየስ ይባላል. የጠቅላላው የሜካኒካል ስርዓት ብዙ ባህሪያት በእሱ ዋጋ ላይ የተመሰረቱ ናቸው, ለምሳሌ, የንቃተ ህሊና ጊዜ, መስመራዊ ፍጥነት እናሌሎች።

አዙሪት ተለዋዋጭ

በህዋ ውስጥ ያሉ አካላት የመስመራዊ የትርጉም እንቅስቃሴ ምክንያት በነሱ ላይ የሚሠራው የውጭ ሃይል ከሆነ በማዞሪያው ዘንግ ዙሪያ የሚንቀሳቀስበት ምክንያት የውጪው የሃይል ጊዜ ነው። ይህ እሴት የተተገበረው ኃይል FNG የቬክተር ምርት እና ከተተገበረበት ነጥብ እስከ ዘንግ አር ኤን ያለው ርቀት ቬክተር ይገለጻል ይህም፡

MN=[rRKFN]

የወቅቱ የኤምኤን እርምጃ በስርአቱ ውስጥ የማዕዘን ፍጥነት መጨመር αን እንዲመስል ይመራል። ሁለቱም መጠኖች በተወሰነ መጠን I በሚከተለው እኩልነት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው፡

MN=IαN

እሴቱ የ inertia ቅጽበት ይባላል። በሁለቱም የአካል ቅርጽ እና በውስጡ ባለው የጅምላ ስርጭት እና ወደ ሽክርክሪት ዘንግ ርቀት ላይ ይወሰናል. ለቁሳዊ ነጥብ፣ በቀመርው ይሰላል፡

I=mr²

የውጫዊው የኃይል አፍታ ከዜሮ ጋር እኩል ከሆነ ስርዓቱ የማዕዘን ፍጥነቱን ይይዛል። ይህ ሌላ የቬክተር መጠን ነው፣ እሱም እንደ ትርጉሙ፣ እኩል የሆነው፡

Lnji=[rRKpnji]

እዚህ-p.webp

የቅጽበት ጥበቃ ህግ ኤል.አይ. ብዙ ጊዜ እንደሚከተለው ይፃፋል፡

Iω=const

የማዕዘን ፍጥነት የት ω ነው። በጽሁፉ ውስጥ የበለጠ ትብራራለች።

የመዞር ኪነማቲክስ

ከዳይናሚክስ በተለየ ይህ የፊዚክስ ክፍል በ ውስጥ ካሉ አካላት አቀማመጥ ለውጥ ጋር በተያያዙ ብቻ ተግባራዊ የሆኑ ጠቃሚ መጠኖችን ይመለከታል።ክፍተት. ማለትም፣ የማሽከርከር ኪኒማቲክስ የጥናት ዕቃዎች ፍጥነቶች፣ ፍጥነቶች እና የመዞሪያ ማዕዘኖች ናቸው።

በመጀመሪያ የማዕዘን ፍጥነቱን እናስተዋውቅ። ሰውነቱ በአንድ አሃድ የሚዞርበት አንግል እንደሆነ ይገነዘባል። የፈጣን የማዕዘን ፍጥነት ቀመር፡

ω=dθ/dt

ሰውነት በእኩል ማዕዘኖች የሚሽከረከር ከሆነ ለተመሳሳይ የጊዜ ክፍተቶች ከሆነ ማዞሩ ዩኒፎርም ይባላል። ለእሱ፣ የአማካይ ማዕዘን ፍጥነት ያለው ቀመር ልክ ነው፡

ω=Δθ/Δt

የሚለካው ω በራዲያን በሰከንድ ነው፣ ይህም በSI ስርዓት ውስጥ ከተደጋገሙ ሰከንዶች (c^-1) ጋር ይዛመዳል።

።

ዩኒፎርም ባልሆነ ሽክርክር ውስጥ፣ የማዕዘን ፍጥነት መጨመር ጽንሰ-ሀሳብ ጥቅም ላይ ይውላል። በእሴቱ ω ውስጥ ያለውን የለውጥ መጠን ይወስናል፣ ይህ ማለት፡

α=dω/dt=d²θ/dt²

የሚለካ α በራዲያን በሰከንድ (በSI - c^-2)።

ሰውነት በመጀመሪያ አንድ ወጥ በሆነ ፍጥነት ω₀ ከዞረ እና ከዚያም በቋሚ ፍጥነት α ፍጥነቱን መጨመር ከጀመረ እንዲህ ያለው እንቅስቃሴ በሚከተለው ሊገለጽ ይችላል። ቀመር፡

θ=ω₀t + αt²/2

ይህ እኩልነት የሚገኘው የማዕዘን ፍጥነት እኩልታዎችን በጊዜ ሂደት በማጣመር ነው። የ θ ፎርሙላ ስርዓቱ በጊዜ t.

ላይ የሚያደርጋቸውን አብዮቶች ብዛት ለማስላት ያስችልዎታል።

የመስመር እና የማዕዘን ፍጥነቶች

ሁለቱም ፍጥነቶች እርስ በእርሳቸው ይጓዛሉከሌላ ጋር የተገናኘ. ስለ ዘንግ ዙሪያ የማሽከርከር ፍጥነት ሲናገሩ መስመራዊ እና የማዕዘን ባህሪያትን ሊያመለክቱ ይችላሉ።

የቁሳቁስ ነጥብ በርቀት ω ባለው ዘንግ ዙሪያ ይሽከረከራል እንበል። ከዚያ መስመራዊ ፍጥነቱ v እኩል ይሆናል፡

v=ωr

በቀጥታ እና በማእዘን ፍጥነት መካከል ያለው ልዩነት ከፍተኛ ነው። ስለዚህ, ω በወጥነት በሚሽከረከርበት ጊዜ ወደ ዘንግ ያለው ርቀት ላይ የተመካ አይደለም, የ v ዋጋ ደግሞ r በመጨመር በመስመር ይጨምራል. የኋለኛው እውነታ ምክንያቱን ያብራራል ፣ የመዞሪያው ራዲየስ ሲጨምር ፣ ሰውነቱን በክብ ቅርጽ ላይ ማቆየት በጣም ከባድ ነው (የመስመራዊ ፍጥነት እና ፣ በውጤቱም ፣ የማይነቃቁ ኃይሎች ይጨምራሉ)።

በምድር ዘንግ ዙሪያ ያለውን የማሽከርከር ፍጥነት የማስላት ችግር

በፀሀይ ስርአት ውስጥ ያለችው ፕላኔታችን ሁለት አይነት የማዞሪያ እንቅስቃሴዎችን እንደምታከናውን ሁሉም ሰው ያውቃል፡

• በዘንጉ ዙሪያ፤
• በኮከቡ ዙሪያ።

የመጀመሪያውን ፍጥነት ω እና v አስሉ።

የማዕዘን ፍጥነት ለማወቅ አስቸጋሪ አይደለም። ይህንን ለማድረግ ፕላኔቷ በ 24 ሰዓታት ውስጥ ከ 2ፒ ራዲያን ጋር እኩል የሆነ ሙሉ አብዮት እንደሚያደርግ አስታውስ (ትክክለኛው ዋጋ 23 ሰዓት 56 ደቂቃ 4.1 ሰከንድ)። ከዚያ የω ዋጋ፡

ይሆናል

ω=2pi/(243600)=7፣ 2710^-5ራድ/s

የተሰላው ዋጋ ትንሽ ነው። አሁን የ ω ፍፁም ዋጋ ከቁ.

ምን ያህል እንደሚለይ እናሳይ።

በፕላኔቷ ላይ፣በምድር ወገብ ኬክሮስ ላይ ለተቀመጡ ነጥቦች የመስመር ፍጥነት v አስሉ። እስከምድር የኦብሌት ኳስ ናት፣ የኢኳቶሪያል ራዲየስ ከዋልታ ትንሽ ይበልጣል። 6378 ኪ.ሜ. የሁለት ፍጥነቶች ግንኙነት ቀመርን በመጠቀም፡

እናገኛለን

v=ωr=7, 2710^-56378000 ≈ 464 m/s

የሚፈጠረው ፍጥነት 1670 ኪሜ በሰአት ሲሆን ይህም በአየር ውስጥ ካለው የድምጽ ፍጥነት (1235 ኪሜ በሰአት) ይበልጣል።

ምድር በዘንጉዋ ዙሪያ የምታዞረው ኮሪዮሊስ ሃይል ወደሚባለው መልክ ይመራል፣ይህም ባለስቲክ ሚሳኤሎች ሲበሩ ግምት ውስጥ መግባት አለበት። እንዲሁም ለብዙ የከባቢ አየር ክስተቶች መንስኤ ነው፣ ለምሳሌ የንግዱ ንፋስ ወደ ምዕራብ አቅጣጫ መዞር።