圆周运动by钱立志

圆周运动的“角度量”描述

可能用到的符号

\omega\alpha\beta
对应代码:

$\omega$、$\alpha$、$\beta$

知识点

  1. 圆周运动可用标量,不需要用矢量

    • 给定一个圆心,只有顺时针转动和逆时针转动之分
    • 可用正负来标记转动方向
  2. 位置:\theta

    • 约定逆时针转为正,且起点是参考轴正向。请思考,\theta=\pi 代表运动到哪里了?
      答:运动到参考轴负轴的位置,逆时针转180度
    • \theta=-\frac{\pi}{3} , 运动到哪里?
      答:该点顺时针旋转60的位置。
    • \theta=\frac{4}{3}\pi\theta=-\frac{2}{3}\pi,是不同的位置不?
      答:是不同位置。
    • \theta(t)=\frac{\pi}{10}t+\frac{\pi}{2}是什么样的运动?
      答:起点在参考轴逆时针旋转90度的位置,以每秒\frac{\pi}{10}的角度顺时针转动。
  3. 角速度:\omega

    • 即转速,表征转动的快慢。
    • 比较:
      • \theta(t)=\frac{\pi}{10}t+\frac{\pi}{2}
      • \theta(t)=\frac{\pi}{9}t+\frac{\pi}{2}
        答:\theta(t)=\frac{\pi}{9}t^2+\frac{\pi}{2}转动更快。
    • 角速度 \omega=\frac{d\theta}{dt}
  1. 角加速度:\alpha (or \beta)

    • 表征角速度变化的快慢。

    • 比较:

      • \theta(t)=\frac{\pi}{10}t+\frac{\pi}{2}
      • \theta(t)=\frac{\pi}{9}t^2+\frac{\pi}{2}
        答:两个角速度变化量均为0
    • 角加速度 \alpha=\frac{d^2\theta}{dt^2}


    例题:

    • 请用以上工具分析圆周运动:\theta(t)=4t^2+4t-\frac{\pi}{3}​.
      答:该点初始位置为-60度,该点以8t+4的角速度逆时针运动,以8的角加速度运动。

    习题:

    • 请写出一个圆周运动,使得它:初始位置在\frac{\pi}{3},初始角速度10(逆时针),角加速度为2​(顺时针)。

      解答:\theta(t)=t^2+10t+\frac{\pi}{3}​

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