Como a velocidade linear muda de direção uniformemente, o movimento circular não pode ser chamado de uniforme, ele é uniformemente acelerado.
Velocidade angular
Vamos escolher um ponto no círculo 1 . Vamos construir um raio. Em uma unidade de tempo, o ponto se moverá para o ponto 2 . Neste caso, o raio descreve o ângulo. A velocidade angular é numericamente igual ao ângulo de rotação do raio por unidade de tempo.
Período e frequência
Período de rotação T- este é o tempo durante o qual o corpo dá uma volta.
A frequência de rotação é o número de rotações por segundo.
Frequência e período estão inter-relacionados pelo relacionamento
Relação com velocidade angular
Velocidade linear
Cada ponto do círculo se move a uma certa velocidade. Essa velocidade é chamada linear. A direção do vetor velocidade linear sempre coincide com a tangente ao círculo. Por exemplo, faíscas sob uma retificadora se movem, repetindo a direção da velocidade instantânea.
Considere um ponto em um círculo que faz uma revolução, o tempo gasto é o período T. O caminho que um ponto percorre é a circunferência.
Aceleração centrípeta
Ao se mover em círculo, o vetor aceleração é sempre perpendicular ao vetor velocidade, direcionado ao centro do círculo.
Usando as fórmulas anteriores, podemos derivar as seguintes relações
Os pontos situados na mesma linha reta que emana do centro do círculo (por exemplo, podem ser pontos nos raios de uma roda) terão as mesmas velocidades angulares, período e frequência. Ou seja, eles girarão da mesma forma, mas com velocidades lineares diferentes. Quanto mais longe um ponto estiver do centro, mais rápido ele se moverá.
A lei da adição de velocidades também é válida para o movimento rotacional. Se o movimento de um corpo ou referencial não for uniforme, então a lei se aplica a velocidades instantâneas. Por exemplo, a velocidade de uma pessoa caminhando ao longo da borda de um carrossel giratório é igual à soma vetorial da velocidade linear de rotação da borda do carrossel e a velocidade da pessoa.
A Terra participa de dois movimentos rotacionais principais: diurno (em torno de seu eixo) e orbital (em torno do Sol). O período de rotação da Terra em torno do Sol é de 1 ano ou 365 dias. A Terra gira em torno de seu eixo de oeste para leste, o período dessa rotação é de 1 dia ou 24 horas. Latitude é o ângulo entre o plano do equador e a direção do centro da Terra até um ponto em sua superfície.
De acordo com a segunda lei de Newton, a causa de qualquer aceleração é a força. Se um corpo em movimento experimenta aceleração centrípeta, então a natureza das forças que causam essa aceleração pode ser diferente. Por exemplo, se um corpo se move em círculo sobre uma corda amarrada a ele, então a força atuante é a força elástica.
Se um corpo apoiado em um disco gira com o disco em torno de seu eixo, essa força é a força de atrito. Se a força interromper sua ação, o corpo continuará a se mover em linha reta
Considere o movimento de um ponto em um círculo de A para B. A velocidade linear é igual a v UMA E vB respectivamente. A aceleração é a mudança na velocidade por unidade de tempo. Vamos encontrar a diferença entre os vetores.
Velocidade angular- grandeza física vetorial que caracteriza a velocidade de rotação do corpo. O vetor velocidade angular é igual em magnitude ao ângulo de rotação do corpo por unidade de tempo:
,a é direcionado ao longo do eixo de rotação de acordo com a regra da verruma, ou seja, na direção em que uma verruma com rosca direita seria aparafusada se girasse na mesma direção.
Unidade velocidade angular adotada nos sistemas SI e GHS - radianos por segundo. (Nota: radianos, como qualquer unidade de medida de ângulo, são fisicamente adimensionais, portanto a dimensão física da velocidade angular é simples). Na tecnologia, as revoluções por segundo também são usadas, com muito menos frequência - graus por segundo, graus por segundo. Talvez as revoluções por minuto sejam usadas com mais frequência em tecnologia - isso vem daqueles tempos em que a velocidade de rotação dos motores a vapor de baixa velocidade era determinada simplesmente “manualmente”, contando o número de revoluções por unidade de tempo.
O vetor de velocidade (instantânea) de qualquer ponto de um corpo (absolutamente) rígido girando com velocidade angular é determinado pela fórmula:
onde é o vetor raio até um determinado ponto a partir da origem localizada no eixo de rotação do corpo, e colchetes indicam o produto vetorial. A velocidade linear (coincidindo com a magnitude do vetor velocidade) de um ponto a uma certa distância (raio) do eixo de rotação pode ser calculada da seguinte forma: Se outras unidades de ângulos forem usadas em vez de radianos, então nos dois últimos fórmulas aparecerá um multiplicador que não é igual a um.
- No caso de rotação plana, ou seja, quando todos os vetores velocidade dos pontos do corpo estão (sempre) no mesmo plano (“plano de rotação”), a velocidade angular do corpo é sempre perpendicular a este plano, e em fato - se o plano de rotação for conhecido - pode ser substituído por uma projeção escalar em um eixo ortogonal ao plano de rotação. Nesse caso, a cinemática da rotação é bastante simplificada, mas no caso geral, a velocidade angular pode mudar de direção no espaço tridimensional ao longo do tempo, e tal imagem simplificada não funciona.
- A derivada da velocidade angular em relação ao tempo é a aceleração angular.
- O movimento com um vetor de velocidade angular constante é chamado de movimento rotacional uniforme (neste caso, a aceleração angular é zero).
- A velocidade angular (considerada como um vetor livre) é a mesma em todos os referenciais inerciais, porém, em diferentes referenciais inerciais o eixo ou centro de rotação do mesmo corpo específico no mesmo instante de tempo pode ser diferente (ou seja, o “ ponto de aplicação” da velocidade angular).
- No caso do movimento de um único ponto no espaço tridimensional, podemos escrever uma expressão para a velocidade angular deste ponto em relação à origem selecionada:
- No caso de movimento rotacional uniforme (isto é, movimento com vetor de velocidade angular constante), as coordenadas cartesianas dos pontos de um corpo girando desta forma realizam oscilações harmônicas com uma frequência angular (cíclica) igual à magnitude do movimento angular vetor velocidade.
Conexão com rotação finita no espaço
. . .Veja também
Literatura
- Lurie A.I. Mecânica analítica\\ A.I. - M.: GIFML, 1961. - S. 100-136
Fundação Wikimedia. 2010.
- Divnogorsk
- Quilowatt-hora
Veja o que é “Velocidade angular” em outros dicionários:
VELOCIDADE ANGULAR- grandeza vetorial que caracteriza a velocidade de rotação de um corpo rígido. Quando um corpo gira uniformemente em torno de um eixo fixo, seu V.s. w=Dj/Dt, onde Dj é o incremento no ângulo de rotação j durante um período de tempo Dt, e no caso geral w=dj/dt. Vetor U.... ... Enciclopédia física
VELOCIDADE ANGULAR- VELOCIDADE ANGULAR, a taxa de mudança na posição angular de um objeto em relação a um ponto fixo. O valor médio da velocidade angular w de um objeto movendo-se do ângulo q1 para o ângulo q2 durante o tempo t é expresso como (q2 q1)w)/t. Velocidade angular instantânea... ... Dicionário enciclopédico científico e técnico
VELOCIDADE ANGULAR- VELOCIDADE ANGULAR, valor que caracteriza a velocidade de rotação de um corpo rígido. Quando um corpo gira uniformemente em torno de um eixo fixo, o valor absoluto de sua velocidade angular é w=Dj/Dt, onde Dj é o incremento no ângulo de rotação durante um período de tempo Dt... Enciclopédia moderna
VELOCIDADE ANGULAR- grandeza vetorial que caracteriza a velocidade de rotação de um corpo rígido. Com rotação uniforme de um corpo em torno de um eixo fixo, o valor absoluto de sua velocidade angular, onde está o incremento no ângulo de rotação ao longo de um período de tempo?t... Grande Dicionário Enciclopédico
velocidade angular- Uma medida cinemática do movimento rotacional de um corpo, expressa por um vetor igual em magnitude à razão entre o ângulo elementar de rotação do corpo e o período elementar de tempo durante o qual essa rotação é feita, e direcionado ao longo do eixo instantâneo ... ... Guia do Tradutor Técnico
velocidade angular- grandeza vetorial que caracteriza a velocidade de rotação de um corpo rígido. Quando um corpo gira uniformemente em torno de um eixo fixo, o valor absoluto de sua velocidade angular é ω = Δφ/Δt, onde Δφ é o incremento no ângulo de rotação durante um período de tempo Δt. * * * CANTO… dicionário enciclopédico
velocidade angular- kampinis greitis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. velocidade angular velocidade angular vok. Winkelgeschwindigkeit, f rus. velocidade angular, f pranc. vitesse angulaire, f … Terminais automáticos
velocidade angular- kampinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vektorinis dydis, lygus kūno pasisukimo kampo pirmajai išvestinei pagal laiką: ω = dφ/dt; čia dφ – pasisukimo kampo pokytis, dt – laiko tarpas. Kai kūnas sukasi tolygiai… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
velocidade angular- kampinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. velocidade angular velocidade angular vok. Winkelgeschwindigkeit, f rus. velocidade angular, f pranc. vitesse angulaire, f … Fizikos terminų žodynas
Velocidade angular- uma quantidade que caracteriza a velocidade de rotação de um corpo rígido. Quando um corpo gira uniformemente em torno de um eixo fixo, seu V.s. ω =Δφ/ Δt, onde Δφ é o incremento no ângulo de rotação φ ao longo do período de tempo Δt. No caso geral, U. s. numericamente igual... ... Grande Enciclopédia Soviética
Com quantidades lineares.
Movimento angular- uma grandeza vetorial que caracteriza a mudança na coordenada angular durante seu movimento.
Velocidade angular- grandeza física vetorial que caracteriza a velocidade de rotação do corpo. O vetor velocidade angular é igual em magnitude ao ângulo de rotação do corpo por unidade de tempo:
a é direcionado ao longo do eixo de rotação de acordo com a regra da verruma, ou seja, na direção em que uma verruma com rosca direita seria aparafusada se girasse na mesma direção.
A unidade de medida de velocidade angular adotada nos sistemas SI e GHS é radianos por segundo. (Nota: radianos, como qualquer unidade de medida de ângulo, são fisicamente adimensionais, portanto a dimensão física da velocidade angular é simplesmente ). Na tecnologia, as revoluções por segundo também são usadas, com muito menos frequência - graus por segundo, graus por segundo. Talvez as revoluções por minuto sejam usadas com mais frequência em tecnologia - isso vem daqueles tempos em que a velocidade de rotação dos motores a vapor de baixa velocidade era determinada simplesmente “manualmente”, contando o número de revoluções por unidade de tempo.
O vetor de velocidade (instantânea) de qualquer ponto de um corpo (absolutamente) rígido girando com velocidade angular é determinado pela fórmula:
onde é o vetor raio até um determinado ponto a partir da origem localizada no eixo de rotação do corpo, e colchetes indicam o produto vetorial. A velocidade linear (coincidindo com a magnitude do vetor velocidade) de um ponto a uma certa distância (raio) r do eixo de rotação pode ser calculada da seguinte forma: v = rω. Se outras unidades de ângulos forem usadas em vez de radianos, nas duas últimas fórmulas aparecerá um multiplicador que não é igual a um.
No caso de rotação plana, ou seja, quando todos os vetores velocidade dos pontos do corpo estão (sempre) no mesmo plano (“plano de rotação”), a velocidade angular do corpo é sempre perpendicular a este plano, e em fato - se o plano de rotação for conhecido - pode ser substituído por uma projeção escalar em um eixo ortogonal ao plano de rotação. Nesse caso, a cinemática da rotação é bastante simplificada, mas no caso geral, a velocidade angular pode mudar de direção no espaço tridimensional ao longo do tempo, e tal imagem simplificada não funciona.
A derivada da velocidade angular em relação ao tempo é a aceleração angular.
O movimento com um vetor de velocidade angular constante é chamado de movimento rotacional uniforme (neste caso, a aceleração angular é zero).
A velocidade angular (considerada como um vetor livre) é a mesma em todos os sistemas de referência inercial, porém, em diferentes sistemas de referência inercial o eixo ou centro de rotação do mesmo corpo específico no mesmo instante de tempo pode ser diferente (ou seja, o “ponto de aplicação” da velocidade angular).
No caso do movimento de um único ponto no espaço tridimensional, podemos escrever uma expressão para a velocidade angular deste ponto em relação à origem selecionada:
Onde está o vetor raio de um ponto (da origem), é a velocidade deste ponto. - produto vetorial, - produto escalar de vetores. No entanto, esta fórmula não determina de forma única a velocidade angular (no caso de um único ponto, você pode selecionar outros vetores que sejam adequados por definição, caso contrário - arbitrariamente - escolhendo a direção do eixo de rotação), e para o caso geral (quando o corpo inclui mais de um ponto material) - esta fórmula não é verdadeira para a velocidade angular de todo o corpo (pois dá diferentes para cada ponto, e quando um corpo absolutamente rígido gira, por definição, a velocidade angular de sua rotação é o único vetor). Com tudo isso, no caso bidimensional (o caso da rotação plana) esta fórmula é bastante suficiente, inequívoca e correta, pois neste caso particular a direção do eixo de rotação é claramente determinada de forma única.
No caso de movimento rotacional uniforme (ou seja, movimento com vetor de velocidade angular constante), as coordenadas cartesianas dos pontos de um corpo em rotação realizam oscilações harmônicas com frequência angular (cíclica) igual à magnitude do vetor velocidade angular.
Ao medir a velocidade angular em rotações por segundo (r/s), a magnitude da velocidade angular do movimento rotacional uniforme coincide com a frequência rotacional f, medida em hertz (Hz)
(isto é, em tais unidades).
No caso de utilizar a unidade física usual de velocidade angular - radianos por segundo - o módulo da velocidade angular está relacionado à frequência de rotação da seguinte forma:
Finalmente, ao usar graus por segundo, a relação com a velocidade de rotação seria:
Aceleração angular- quantidade física pseudovetorial que caracteriza a taxa de variação da velocidade angular de um corpo rígido.
Quando um corpo gira em torno de um eixo fixo, a aceleração angular em magnitude é igual a:
O vetor de aceleração angular α é direcionado ao longo do eixo de rotação (para o lado durante a rotação acelerada e na direção oposta durante a rotação lenta).
Ao girar em torno de um ponto fixo, o vetor de aceleração angular é definido como a primeira derivada do vetor de velocidade angular ω em relação ao tempo, ou seja
e é direcionado tangencialmente ao hodógrafo vetorial em seu ponto correspondente.
Existe uma relação entre acelerações tangenciais e angulares:
onde R é o raio de curvatura da trajetória do ponto em um determinado momento. Assim, a aceleração angular é igual à segunda derivada do ângulo de rotação em relação ao tempo ou à primeira derivada da velocidade angular em relação ao tempo. A aceleração angular é medida em rad/seg2.
Velocidade angular e aceleração angular
Considere um corpo rígido que gira em torno de um eixo fixo. Então, pontos individuais deste corpo descreverão círculos de raios diferentes, cujos centros estão no eixo de rotação. Deixe algum ponto se mover ao longo de um círculo de raio R(Fig. 6). Sua posição após o intervalo de tempo D t vamos definir o ângulo D. Rotações elementares (infinitesimais) podem ser consideradas como vetores (são denotadas por ou ) . A magnitude do vetor é igual ao ângulo de rotação e sua direção coincide com a direção do movimento de translação da ponta do parafuso, cuja cabeça gira na direção do movimento da ponta ao longo do círculo, ou seja, obedece regra do parafuso direito(Fig. 6). Vetores cujas direções estão associadas ao sentido de rotação são chamados pseudovetores ou vetores axiais. Esses vetores não possuem pontos de aplicação específicos: podem ser plotados a partir de qualquer ponto do eixo de rotação.
Velocidade angularé uma grandeza vetorial igual à primeira derivada do ângulo de rotação de um corpo em relação ao tempo:
O vetor é direcionado ao longo do eixo de rotação de acordo com a regra do parafuso direito, ou seja, o mesmo que um vetor (Fig. 7). Dimensão da velocidade angular dim w =T- 1 , e sua unidade é radiano por segundo (rad/s).
Velocidade linear de um ponto (ver Fig. 6)
Na forma vetorial, a fórmula da velocidade linear pode ser escrita como um produto vetorial:
Neste caso, o módulo do produto vetorial, por definição, é igual a , e a direção coincide com a direção do movimento de translação da hélice direita à medida que ela gira de para R.
Se ( = const, então a rotação é uniforme e pode ser caracterizada período de rotação T - o tempo durante o qual o ponto faz uma revolução completa, ou seja, gira em um ângulo de 2p. Desde o intervalo de tempo D t= T corresponde a = 2p, então = 2p/ T, onde
O número de revoluções completas feitas por um corpo durante seu movimento uniforme em um círculo por unidade de tempo é chamado de frequência de rotação:
A aceleração angular é uma grandeza vetorial igual à primeira derivada da velocidade angular em relação ao tempo:
Quando um corpo gira em torno de um eixo fixo, o vetor de aceleração angular é direcionado ao longo do eixo de rotação em direção ao vetor do incremento elementar da velocidade angular. Quando o movimento é acelerado, o vetor é codirecional ao vetor (Fig. 8), quando é lento é oposto a ele (Fig. 9).
Componente tangencial da aceleração 
Componente normal de aceleração
Assim, a conexão entre linear (comprimento do caminho é atravessado por um ponto ao longo de um arco de círculo de raio R, velocidade linear v, aceleração tangencial , aceleração normal) e grandezas angulares (ângulo de rotação j, velocidade angular w, aceleração angular e) são expressas pelas seguintes fórmulas:
No caso de movimento uniforme de um ponto ao longo de um círculo (e=const)
onde w 0 é a velocidade angular inicial.
Leis de Newton.
A primeira lei de Newton. Peso. Força
A dinâmica é o principal ramo da mecânica; baseia-se nas três leis de Newton, formuladas por ele em 1687. As leis de Newton desempenham um papel excepcional na mecânica e são (como todas as leis físicas) uma generalização dos resultados da vasta experiência humana. Eles são vistos como sistema de leis inter-relacionadas e não é cada lei individual que é submetida a testes experimentais, mas todo o sistema como um todo.
A primeira lei de Newton: cada ponto material (corpo) mantém um estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme até que a influência de outros corpos o force a mudar esse estado. O desejo de um corpo de manter um estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme é chamado inércia. Portanto, a primeira lei de Newton também é chamada lei da inércia.
O movimento mecânico é relativo e sua natureza depende do referencial. A primeira lei de Newton não é satisfeita em todos os referenciais, e os sistemas em relação aos quais ela é satisfeita são chamados sistemas de referência inerciais. Um sistema de referência inercial é um sistema de referência em relação ao qual o ponto material, livre de influências externas, em repouso ou movendo-se uniformemente e em linha reta. A primeira lei de Newton afirma a existência de referenciais inerciais.
Foi estabelecido experimentalmente que o sistema de referência heliocêntrico (estelar) pode ser considerado inercial (a origem das coordenadas está localizada no centro do Sol e os eixos são apontados na direção de certas estrelas). O referencial associado à Terra, a rigor, é não inercial, porém, os efeitos devidos à sua não inercialidade (a Terra gira em torno de seu próprio eixo e em torno do Sol) são insignificantes na resolução de muitos problemas, e nestes casos pode ser considerado inercial.
Sabe-se por experiência que, sob as mesmas influências, corpos diferentes alteram a velocidade de seu movimento de maneira diferente, ou seja, adquirem acelerações diferentes. A aceleração depende não apenas da magnitude do impacto, mas também das propriedades do próprio corpo (sua massa).
Peso corpo - uma grandeza física que é uma das principais características da matéria, determinando sua inercialidade ( massa inerte) e gravitacional ( massa gravitacional) propriedades. Atualmente, pode-se considerar comprovado que as massas inercial e gravitacional são iguais entre si (com uma precisão de pelo menos 10–12 de seus valores).
Para descrever as influências mencionadas na primeira lei de Newton, é introduzido o conceito de força. Sob a influência de forças, os corpos ou mudam sua velocidade de movimento, ou seja, adquirem aceleração (manifestação dinâmica de forças), ou tornam-se deformados, ou seja, mudam de forma e tamanho (manifestação estática de forças). A cada momento, a força é caracterizada por um valor numérico, direção no espaço e ponto de aplicação. Então, forçaé uma grandeza vetorial que é uma medida do impacto mecânico de outros corpos ou campos sobre um corpo, como resultado do qual o corpo adquire aceleração ou muda sua forma e tamanho.
Segunda lei de Newton
Segunda lei de Newton - a lei básica da dinâmica do movimento translacional - responde à questão de como o movimento mecânico de um ponto material (corpo) muda sob a influência das forças aplicadas a ele.
Se considerarmos a ação de diferentes forças sobre um mesmo corpo, verifica-se que a aceleração adquirida pelo corpo é sempre diretamente proporcional à resultante das forças aplicadas:
a ~ F (t = const). (6.1)
Quando a mesma força atua sobre corpos com massas diferentes, suas acelerações acabam sendo diferentes, ou seja,
um ~ 1 /t (F= const). (6.2)
Usando as expressões (6.1) e (6.2) e levando em consideração que força e aceleração são grandezas vetoriais, podemos escrever
a = kF/m. (6.3)
A relação (6.3) expressa a segunda lei de Newton: a aceleração adquirida por um ponto material (corpo), proporcional à força que a causa, coincide com ela na direção e é inversamente proporcional à massa do ponto material (corpo).
No coeficiente de proporcionalidade SI k = 1. Então
(6.4)
Considerando que a massa de um ponto material (corpo) na mecânica clássica é uma quantidade constante, na expressão (6.4) ela pode ser inserida sob o sinal de derivada:
Grandeza vetorial
numericamente igual ao produto da massa de um ponto material e sua velocidade e tendo a direção da velocidade é chamado impulso (quantidade de movimento) este ponto material.
Substituindo (6.6) em (6.5), obtemos
Esta expressão - uma formulação mais geral da segunda lei de Newton: a taxa de variação do momento de um ponto material é igual à força que atua sobre ele. A expressão (6.7) é chamada equação de movimento de um ponto material.
A unidade de força do SI é Newton(N): 1 N é uma força que transmite uma aceleração de 1 m/s 2 a uma massa de 1 kg na direção da força:
1 N = 1 kg×m/s 2.
A segunda lei de Newton é válida apenas em referenciais inerciais. A primeira lei de Newton pode ser derivada da segunda. Na verdade, se as forças resultantes forem iguais a zero (na ausência de influência de outros corpos sobre o corpo), a aceleração (ver (6.3)) também é zero. No entanto A primeira lei de Newton visto como lei independente(e não como consequência da segunda lei), pois é ele quem afirma a existência de referenciais inerciais, nos quais apenas a equação (6.7) é satisfeita.
Na mecânica é de grande importância princípio da ação independente de forças: se várias forças atuam simultaneamente sobre um ponto material, então cada uma dessas forças transmite aceleração ao ponto material de acordo com a segunda lei de Newton, como se não existissem outras forças. De acordo com este princípio, as forças e acelerações podem ser decompostas em componentes, cuja utilização leva a uma simplificação significativa na resolução de problemas. Por exemplo, na Fig. 10 força atuante F= eu a é decomposto em dois componentes: força tangencial F t (tangente direcionada à trajetória) e força normal F n(direcionado normal ao centro de curvatura). Usando as expressões e , bem como , nós podemos escrever:
Se várias forças atuam simultaneamente sobre um ponto material, então, de acordo com o princípio da independência da ação das forças, F na segunda lei de Newton é entendido como a força resultante.
Terceira lei de Newton
A interação entre pontos materiais (corpos) é determinada Terceira lei de Newton: toda ação de pontos materiais (corpos) entre si é da natureza da interação; as forças com as quais os pontos materiais atuam uns sobre os outros são sempre iguais em magnitude, direcionadas de forma oposta e atuam ao longo da linha reta que conecta esses pontos:
F 12 = – F 21, (7.1)
onde F 12 é a força que atua no primeiro ponto material a partir do segundo;
F 21 - força atuante no segundo ponto material do primeiro. Essas forças são aplicadas diferente pontos materiais (corpos), sempre atuam em pares e são forças da mesma natureza.
A terceira lei de Newton permite a transição da dinâmica separado ponto material para dinâmica sistemas pontos materiais. Isso decorre do fato de que, para um sistema de pontos materiais, a interação é reduzida às forças de interação de pares entre pontos materiais.
Informação relacionada.
A velocidade de um acionamento elétrico é a velocidade do dispositivo motor elétrico (motor elétrico) e de todas as massas móveis conectadas mecanicamente a ele.
Em acionamentos elétricos marítimos, são usados principalmente dois tipos de movimento:
1. translacional, por exemplo, movimentação de carga por meio de guincho, movimentação de correia transportadora, etc.;
2. rotacional, por exemplo, rotação do eixo do motor da bomba.
Além de translacional e rotacional, alguns acionamentos elétricos marítimos utilizam movimento alternativo, por exemplo, em bombas de pistão.
O eixo do motor elétrico gira e através do mecanismo de manivela causa
permite que o pistão dentro do cilindro se mova progressivamente, para cima e para baixo.
Portanto, as unidades de medida de velocidade para movimento translacional e rotacional são
não é diferente.
Vejamos essas unidades.
Unidades de velocidade de avanço
Ao avançar, a velocidade progressivamente massas em movimento são chamadas de “velocidade linear”, denotada pela letra latina “υ” e medida em “m/s” (metro por segundo) ou “m/min” (metro por minuto). carga de um guincho elétrico υ = 30 m /min.
Na prática, são utilizadas unidades não sistêmicas (que não correspondem ao sistema SI).
medições de velocidade, por exemplo, quilômetro por hora (km/h), nó (um cabo por hora,
com 1 cabo igual a uma milha náutica, ou seja, 1852 m), etc.
Unidades de velocidade rotacional
Ao medir a velocidade girando massa, dois nomes para velocidade são usados:
1. “velocidade de rotação”, denotada pela letra latina “n” e medida em
"rpm" (rotações por minuto). Por exemplo, rotação do motor n = 1500 rpm.
Esta unidade de velocidade não é sistêmica, porque utiliza uma unidade de tempo não sistêmica, ou seja, o minuto (no sistema SI, o tempo é medido em segundos).
No entanto, esta unidade ainda é amplamente utilizada na prática. Por exemplo, nos dados do passaporte dos motores elétricos, a velocidade do eixo é indicada em rpm.
2. “velocidade angular”, denotada pela letra latina “ω” e medida em
“rad/s” (radianos por segundo) ou, o que é a mesma coisa, s (segundo elevado a menos primeira potência). Por exemplo, a velocidade angular do motor elétrico é ω = 157 s.
Lembremos que o radiano é o segundo, além do familiar grau espacial
(º), unidade de distância angular igual a 360º / 2π = 360 / 2*3,14 = 57º36" (cinco
dez, sete graus e 36 minutos).
Apareceu pela primeira vez em cálculos, onde o número 360º/2π era frequentemente encontrado.
Esta unidade de velocidade é do sistema, porque ele usa uma unidade de tempo do sistema
mim, ou seja, um segundo.
Na teoria do acionamento elétrico, apenas a segunda unidade é usada - (radianos por segundo)
Na prática, você precisa ser capaz de passar rapidamente de uma unidade de velocidade para outra e vice-versa.
Portanto, vamos derivar a relação entre essas duas unidades.
Frequência angular (via velocidade de rotação):
ω = 2 πn / 60 = n / (60/2 π) = n / 9,55 ≈ n / 10 (1).
Exemplo nº 1.
A ficha técnica do motor elétrico indica a velocidade nominal do eixo n = 1500 rpm.
Encontre a velocidade angular de rotação do eixo deste motor elétrico.
Velocidade do eixo
ω =n / 9,55 = 1500 / 9,55 = 157 ≈ 150 s.
Agora vamos encontrar a relação inversa.
Velocidade de rotação (via frequência angular):
n = 60 ω / 2 π = 60 ω / 2*3,14 = 9,55 ω ≈ 10 ω (2)
Exemplo nº 2.
Frequência angular do eixo do motor elétrico ω = 314 s.
Encontre a velocidade de rotação do eixo deste motor elétrico.
Velocidade do eixo
n = 9,55 ω = 9,55*314 = 3.000 ≈ 3.140 rpm.
