什么是角加速度?(angular acceleration?)

地球每365.24天围绕太阳完成一圈,360度(2π弧度)。这意味着连接地球和太阳的假想线所形成的角度每天变化不到1度(π/180弧度)。科学家们用角速度这个词来描述这样一条假想线的运动。一个物体的角加速度等于这个速度变化的速度。...

地球每365.24天围绕太阳完成一圈,360度(2π弧度)。这意味着连接地球和太阳的假想线所形成的角度每天变化不到1度(π/180弧度)。科学家们用角速度这个词来描述这样一条假想线的运动。一个物体的角加速度等于这个速度变化的速度。

角加速度取决于所选择的参考点。一条连接地球和太阳的假想线比一条连接地球和银河系中心的假想线的角速度变化要慢得多。在讨论角加速度时,并不要求有关物体以完整的路径围绕参考点运动。我们可以讨论一辆汽车相对于另一辆汽车的角速度变化,或者一个振动的氢原子相对于水分子中较大的氧原子的角速度变化。

在物理学的行话中,加速度总是一个矢量,无论它是线性还是角度。如果一辆以33英尺/秒(10米/秒)的速度向右行驶的汽车在2秒后踩下刹车停下,科学家会将汽车的平均线性加速度描述为英尺/秒2(米/秒2)。在描述角加速度时,逆时针运动被认为是正的,顺时针旋转是负的。

科学家们用希腊字母α来表示角加速度。按照惯例,向量是加粗的,其标量值用非加粗的字体表示。因此,α指的是它的大小。角加速度可以写成a、b、c>,其中a是绕x轴的角加速度,b是绕y轴的加速度,c是绕z轴的加速度。

在牛顿力学中,所有用于描述物体或系统的线性量都有角度的类似物。牛顿著名的F=ma的角度版本是τ=Iα,其中τ是扭矩,I是系统的惯性矩。这后两个量分别是力和质量的角度等价物。

在某些情况下,一个系统围绕一个轴的角加速度与该系统在空间的线性加速度有关。例如,一个球在给定时间内滚动的距离与它的外表面围绕中心旋转的速度有关,只要我们假设球没有滑行或打滑。因此,球的线速度s必须与角速度ω相关,公式为s=ωr,其中r是球的半径。因此,线性加速度的大小必须通过a=αr与α相关。

  • 发表于 2022-02-10 18:14
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  • 分类:科学

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