圆周运动的“角度量” 程惠甜

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?
    • \theta=-\frac{\pi}{3} , 运动到哪里?
    • \theta=\frac{4}{3}\pi\theta=-\frac{2}{3}\pi,是不同的位置不?
    • \theta(t)=\frac{\pi}{10}t+\frac{\pi}{2}是什么样的运动?
  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},\omega=\frac{d\theta}{dt}=\frac{\pi}{10}
      • \theta(t)=\frac{\pi}{9}t+\frac{\pi}{2},\omega=\frac{d\theta}{dt}=\frac{\pi}{9}
    • 角速度 \omega=\frac{d\theta}{dt}
  4. 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}
    • 角加速度 \alpha_1=\frac{\pi}{10}\alpha_2=\frac{2t\pi}{9}


例题:

  • 请用以上工具分析圆周运动:\theta(t)=4t^2+4t-\frac{\pi}{3}​.
    • 初始位置为-\frac{\pi}{3},角速度\omega=\frac{d\theta}{dt}=8t+4,角加速度a=\frac{d^2\theta}{dt^2}=8

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),角加速度恒定为2​(顺时针)。

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


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