A velocidade angular é constante: quando, por que e fatos detalhados

Este artigo responde à pergunta quando a velocidade angular é constante? A taxa de variação do deslocamento é chamada de velocidade.

Em palavras simples, é a velocidade de um objeto com direção. A velocidade está relacionada a um movimento linear, cada molécula no objeto se move com a mesma velocidade. A velocidade angular refere-se ao movimento em que o objeto gira em seu eixo.

O que é velocidade angular?

A taxa de rotação vetorial de qualquer objeto em torno de seu eixo é chamada de ângulo velocidade. Simplificando, é a medida de quão rapidamente a posição angular de um objeto muda.

Da discussão acima podemos inferir que a velocidade angular é o conjugado da velocidade para o movimento angular. A velocidade angular está para o movimento angular o que a velocidade está para o movimento linear. Estudaremos mais sobre velocidade angular nas seções abaixo.

Créditos da imagem: dnet com base na versão raster lançada sob GFDL, Velocidade angular, CC BY-SA 3.0

Fórmula da velocidade angular

Como discutido acima, a posição angular de um objeto muda com o tempo em movimento angular. A taxa na qual ela muda é chamada de velocidade angular. Pode ser dada em termos de termos angulares, assim como pode ser derivada de termos usados ​​em movimento linear também.

A velocidade angular pode ser encontrada usando a velocidade linear se o raio do movimento for conhecido. Vamos ver as diferentes fórmulas de movimento angular abaixo-

Em relação aos termos de movimento linear- V=rω

Onde,

r é o raio da trajetória angular seguida pelo objeto

V é a velocidade linear do objeto que é perpendicular à trajetória circular

ω é a velocidade angular do objeto

Em relação aos termos de movimento angular- ω = dθ/dt

Onde,

teta é o deslocamento angular do objeto

ômega é a velocidade angular do objeto

dt é o tempo instantâneo considerado

Quando a velocidade angular é constante?

Quando um objeto está se movendo em um círculo com a mesma velocidade, pode-se inferir que ele está tendo uma velocidade angular constante.

Assim, podemos dizer que a velocidade angular de um objeto é constante quando ele está se movendo na mesma velocidade em um movimento angular. A revolução da Terra é um exemplo de movimento angular constante. Leva 365 dias para completar o movimento ao redor do Sol.

Por que a velocidade angular é constante?

A razão para a velocidade angular ser constante é que o objeto em movimento circular cobre deslocamento angular igual o tempo todo.

Isso acontece quando o objeto está tendo a mesma velocidade ao longo do movimento angular. Há projeções iguais de deslocamento feitas pelo objeto quando ele está se movendo com velocidade angular constante.

Exemplo de velocidade angular

A velocidade angular é definida para os objetos em movimento angular. Podemos ver o movimento angular ao nosso redor em todos os lugares. É comum observar movimentos angulares de objetos.

Movimentos angulares são importantes para nossa sobrevivência. Vejamos alguns exemplos de movimento angular-

• Carrossel- Um carrossel é um passeio em que as crianças se sentam na circunferência do passeio, à medida que o passeio é ligado, ele começa a girar em torno de seu centro. As crianças também começam a girar em torno do centro de rotação.
• Revolução da Terra– A Terra gira em torno do Sol com um período de 365 dias. Isto é um exemplo de movimento angular da Terra ao redor do Sol.
• Rotação da Terra– A Terra gira em torno de seu eixo (também chamado de rotação do eixo). Pode-se dizer que a superfície da Terra está em movimento angular.
• Top de brinquedo– Um pião de brinquedo gira em torno de seu centro de rotação. Segue um movimento angular.
• Um ventilador de teto– As pás do ventilador de teto seguem o movimento angular quando o ventilador é ligado.
• Uma bailarina- Uma bailarina gira com os dedos dos pés como seu centro de rotação. A velocidade de rotação muda à medida que ela se espalha e contrai os movimentos das mãos.
• Uma pedra amarrada com fio- Este é o mais comum exemplo de movimento angular. A pedra experimenta um movimento angular quando é amarrada a um fio e girada.
• Um carro ou bicicleta correndo em um caminho circular– Os veículos experimentam movimento angular enquanto correm em um caminho circular ou curvo.
• Rodas de automóveis– As rodas dos automóveis seguem um movimento angular. Este movimento é convertido em movimento linear do veículo. 
• Uma roda gigante– A roda gigante se move em movimento angular. As cabines estão localizadas na circunferência da roda. Essas cabines seguem o movimento angular junto com a roda.

Tipos de velocidade angular

As velocidades angulares são amplamente classificadas em dois tipos. Discutiremos sobre esses tipos com alguns exemplos da vida cotidiana na seção abaixo.

Tipos de velocidade angular são-

• Velocidade angular orbital– Este tipo de velocidade existe em um objeto quando os objetos como um todo estão girando em torno de um centro de rotação comum. O exemplo que melhor explica isso é a Terra girando em torno do sol. A Terra como um todo segue um movimento circular em torno do Sol.
• Velocidade angular de giro– Este tipo de velocidade angular existe para um objeto que gira ou gira em torno de seu centro. Todas as partículas ou moléculas do objeto giram com o centro do objeto como centro de rotação. O melhor exemplo para explicar a velocidade angular de rotação é a rotação da Terra em torno de seu eixo de rotação. A superfície da Terra (incluindo solo, rio e crosta) gira em torno do centro da Terra. 

Exemplo de velocidade angular constante

Nas seções acima discutimos sobre exemplos gerais de velocidade angular. Nesta seção discutiremos sobre exemplos de velocidade angular constante.

constante velocidade angular exemplos são dados abaixo-

• Revolução da Terra em torno do Sol- Como a Terra leva o mesmo tempo para completar uma revolução, podemos dizer que ela se move com velocidade angular constante.
• Rotação da Terra em torno do seu eixo de rotação– A Terra leva 24 horas para completar uma rotação, embora o número esteja diminuindo um pouco, mas a mudança é muito insignificante. Podemos dizer que segue um movimento com velocidade angular constante.
• Ventilador na mesma velocidade- Quando o regulador do ventilador está intacto e o ventilador gira na mesma velocidade, podemos dizer que o ventilador está girando com velocidade angular constante.
• Revolução da Lua ao redor da Terra- A Lua leva a mesma quantidade de tempo para completar uma revolução em torno da Terra, podemos dizer que ela segue um movimento de velocidade angular constante.
• Rodas de um veículo em movimento com velocidade constante– Quando o veículo está se movendo com velocidade constante, é óbvio que as rodas também estão girando com velocidade constante ou velocidade angular constante.

A velocidade angular não mudará se houver pouca ou nenhuma resistência ao movimento angular. Sem qualquer resistência, os objetos podem atingir o movimento de velocidade angular facilmente.

O que acontece com a aceleração quando a velocidade angular é constante?

A taxa de variação de A velocidade angular de um objeto é chamada de aceleração angular. Como e quando a magnitude de mudanças de velocidade angular, a magnitude da aceleração angular também muda.

Assim, podemos dizer que a aceleração angular mudará apenas se houver uma mudança na velocidade angular. Se não houver mudança na velocidade angular, a aceleração angular será zero.

Conversão de movimento angular em movimento linear

A conversão de um tipo de movimento para outro é uma ferramenta muito útil que nos ajuda a realizar várias tarefas. Alguns exemplos comumente conhecidos onde podemos ver o movimento angular convertido em movimento linear estão listados abaixo-

• Automobile– O movimento circular das rodas é traduzido em velocidade linear do automóvel.
• Cremalheira e pinhão– O movimento de cremalheira e pinhão é um exemplo de interconversão de movimento linear ao movimento angular.
• Lançamento de martelo– Enquanto o atleta gira o martelo, o martelo segue o movimento angular. Quando o atleta solta o martelo, o martelo começa a seguir uma trajetória parabólica.
• Baller no críquete-Os braços do baller seguem um movimento angular, a bola também copia esse movimento angular. Ele é então convertido em movimento linear quando a bola é solta.
• Acertar uma bola de golfe– A ponta do taco de golfe segue um movimento angular. O movimento angular é convertido em movimento linear à medida que a bola segue um caminho parabólico após ser atingida.

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