Comprendre le mouvement circulaire
* Mouvement circulaire uniforme: Il s'agit du cas le plus simple où la particule se déplace à une vitesse constante le long d'un chemin circulaire. La direction du mouvement est toujours tangente au cercle à la position de la particule.
* Mouvement circulaire non uniforme: La vitesse de la particule peut varier le long du chemin circulaire. La direction du mouvement est toujours tangente au cercle à la position de la particule, mais l'ampleur de la vitesse change.
Concepts clés
* Velocity: La vitesse est une quantité vectorielle décrivant à la fois la vitesse et la direction. En mouvement circulaire, le vecteur de vitesse est toujours tangent au cercle.
* vitesse angulaire (ω): Ceci décrit à quelle vitesse la particule tourne. Il est mesuré en radians par seconde (rad / s).
* position angulaire (θ): C'est l'angle que la particule fait avec un point de référence sur le cercle. Il est mesuré en radians.
* rayon (r): La distance entre le centre du cercle et la particule.
étapes pour trouver la direction
1. Déterminez la position angulaire (θ) au moment donné.
* Si vous connaissez la position angulaire initiale (θ₀) et la vitesse angulaire (ω), vous pouvez utiliser l'équation:θ =θ₀ + ωt
* Si vous avez une équation décrivant le mouvement de la particule, vous pouvez l'utiliser pour trouver θ au moment donné.
2. Trouvez les coordonnées de la position de la particule.
* En utilisant le rayon (R) et la position angulaire (θ), vous pouvez trouver les coordonnées x et y de la particule:
* x =r * cos (θ)
* y =r * sin (θ)
3. La direction de la particule est tangente au cercle à ce stade. Pour visualiser ceci:
* Tracez une ligne du centre du cercle à la position de la particule.
* Tracez une ligne perpendiculaire à cette ligne, passant par la position de la particule. Cette ligne perpendiculaire représente la direction de la vitesse de la particule.
Exemple
Disons qu'une particule se déplace dans un cercle de rayon de 5 mètres avec une vitesse angulaire constante de 2 rad / s. Il commence à une position angulaire de 0 radians. Nous voulons trouver sa direction au temps t =1 seconde.
1. Position angulaire: θ =θ₀ + ωt =0 + 2 * 1 =2 radians
2. Coordonnées:
* x =r * cos (θ) =5 * cos (2) ≈ -3,3 mètres
* y =r * sin (θ) =5 * sin (2) ≈ 4,5 mètres
3. Direction: La particule est à des coordonnées (-3,3, 4.5). Tracez une ligne reliant ce point à l'origine (centre du cercle). Tracez une ligne perpendiculaire à cette ligne passant par la particule. Cette ligne perpendiculaire représente la direction de la vitesse de la particule.
Remarque importante:
* Si la vitesse de la particule change (mouvement circulaire non uniforme), la direction de sa vitesse sera toujours tangente au cercle, mais vous aurez besoin d'informations supplémentaires pour trouver l'ampleur de sa vitesse au moment donné.
