Vinkelhastighet: hastigheten på å snurre rundt

Vinkelhastighet er en måling av endringshastigheten for vinkelposisjonen til et objekt over en periode. Symbolet som brukes for vinkelhastighet er vanligvis et lite gresk symbol omega, ω. Vinkelhastighet er representert i enheter radianer per gang eller grader per tid (vanligvis radianer i fysikk), med relativt enkle konverteringer som tillater forsker eller student til å bruke radianer i sekundet eller grader per minutt eller hvilken konfigurasjon som er nødvendig i en gitt rotasjonssituasjon, enten det er et stort pariserhjul eller en åååå. (Se artikkelen vår om dimensjonal analyse for noen tips om hvordan du utfører denne typen konvertering.)

Beregning av vinkelhastighet krever forståelse av rotasjonsbevegelsen til et objekt, θ. Den gjennomsnittlige vinkelhastigheten til et roterende objekt kan beregnes ved å kjenne til den innledende vinkelposisjonen, θ1, på et bestemt tidspunkt t1, og en endelig vinkelposisjon, θ2, på et bestemt tidspunkt t2. Resultatet er at den totale endringen i vinkelhastighet dividert med den totale tidsendringen gir den gjennomsnittlige vinkelen hastighet, som kan skrives i form av endringene i denne formen (hvor Δ konvensjonelt er et symbol som står for "endring i"):

instagram viewer

Den imøtekommende leseren vil merke en likhet med måten du kan beregne standardgjennomsnittet på hastighet fra den kjente start- og sluttposisjonen til et objekt. På samme måte kan du fortsette å ta mindre og mindre Δt målingene ovenfor, som kommer nærmere og nærmere den øyeblikkelige vinkelhastigheten. Den øyeblikkelige vinkelhastigheten ω bestemmes som det matematiske grense av denne verdien, som kan uttrykkes ved å bruke kalkulus som:

De som er kjent med kalkulus, vil se at resultatet av disse matematiske omformuleringene er at den øyeblikkelige vinkelhastigheten, ω, er avledet av θ (vinkelposisjon) mht t (tid)... som er nøyaktig hva vår opprinnelige definisjon av vinkelhastighet var, så alt fungerer som forventet.