Velocidade Angular

Na física, “Velocidade” é a taxa de deslocamento de um objeto no espaço, e é dada apenas por um número com unidades específicas (geralmente em metros por segundo ou milhas por hora).

A velocidade, por outro lado, é uma velocidade acoplada a uma direção.

A velocidade, então, é chamada de quantidade escalar, enquanto a velocidade é uma quantidade vetorial.

Velocidade angular é uma medida da taxa de alteração da posição angular de um objeto durante um período de tempo.

O símbolo usado para a velocidade angular é geralmente um símbolo grego minúsculo ômega, ?.

A velocidade angular é representada em unidades de radianos por tempo ou graus por tempo (geralmente radianos em física), com conversões relativamente diretas, permitindo que o cientista ou estudante use radianos por segundo ou graus por minuto ou qualquer configuração necessária em uma determinada situação rotacional, seja uma grande roda gigante ou um ioiô.

O que é velocidade angular?

A velocidade angular é frequentemente usada para descrever a rotação de um objeto em um caminho circular.

Geralmente, define a taxa de mudança, em relação ao tempo, do deslocamento angular ou a mudança de posição de uma partícula ou outro objeto. Normalmente determinado por uma linha perpendicular à curva de um círculo, a velocidade angular também é perpendicular à direção na qual algo está girando. Geralmente é calculado por uma fórmula matemática e pode ser indicado pelo símbolo grego ômega.

A velocidade de um objeto é geralmente determinada por sua velocidade angular.

Para calcular esse atributo, a posição inicial de um objeto geralmente é subtraída da posição final.

O número calculado é então dividido pelo tempo para ir de um lugar para outro. A velocidade angular, portanto, é normalmente medida como deslocamento ao longo de um círculo em um período de tempo específico.

Graus, revoluções ou unidades de um círculo chamado radianos percorridos a cada segundo podem ser calculados; a medição também é chamada velocidade rotacional.

A velocidade angular constante pode ser medida ou uma velocidade média ao longo de um caminho pode ser determinada. A multiplicação da velocidade média pelo tempo pode determinar o deslocamento angular, os quais também são componentes da rotação. A taxa na qual a velocidade muda é definida por sua aceleração. Existem diferentes fórmulas para calcular cada característica; algum conhecimento de letras e símbolos gregos, além de trigonometria, geralmente é útil para entender como usar a maioria das equações apropriadas.

O movimento das partículas microscópicas é geralmente determinado pela velocidade angular calculada. A rotação pode ser positiva ou negativa, dependendo da orientação da partícula para o eixo X horizontal e o eixo Y vertical. A velocidade também é determinada pelo ponto de origem e como os eixos de coordenadas são configurados.

O movimento de uma partícula, por exemplo, pode ser assumido como ocorrendo em torno de uma curva ou em uma linha reta. A velocidade angular pode ser medida em duas dimensões; a direção de um objeto não é especificada neste caso, enquanto magnitude e direção são definidas para algo que está girando em um espaço tridimensional.

Para um objeto que se move em um caminho que não é circular, a velocidade linear angular geralmente ocorre em um ângulo reto com uma direção pré-determinada. Essa referência para uma posição, chamada vetor, e a velocidade do objeto geralmente formam um ângulo que é usado em uma equação. Duas direções de movimento podem ser fatoradas no cálculo. Um vetor adicional, no entanto, pode ser adicionado a um sistema de coordenadas tridimensional para calcular a velocidade angular.

Velocidade angular – Objeto

Velocidade angular é a taxa de velocidade na qual um objeto ou uma partícula está girando em torno de um centro ou ponto específico em um determinado período de tempo. Também é conhecido como velocidade rotacional.

A velocidade angular é medida em ângulo por unidade de tempo ou em radianos por segundo (rad/s).

A taxa de variação da velocidade angular é a aceleração angular.

Vamos aprender com mais detalhes sobre a relação entre velocidade angular e velocidade linear, deslocamento angular e aceleração angular.

A velocidade angular desempenha um papel eminente no movimento rotacional de um objeto. Já sabemos que em um objeto que mostra movimento de rotação todas as partículas se movem em um círculo.

A velocidade linear de cada partícula participante está diretamente relacionada à velocidade angular de todo o objeto.

Esses dois acabam como produtos vetoriais, um em relação ao outro.

Basicamente, a velocidade angular é uma quantidade vetorial e é a velocidade de rotação de um objeto.

O deslocamento angular de em um determinado período de tempo fornece a velocidade angular desse objeto.

Fórmula de velocidade angular

Velocidade angular é uma medida da rapidez com que um objeto se move através de um ângulo. É a mudança no ângulo de um objeto em movimento (medido em radianos), dividido pelo tempo.

A velocidade angular tem uma magnitude (um valor) e uma direção.

Velocidade angular = (ângulo final) – (ângulo inicial)/tempo = mudança de posição/tempo

? = (?_f – ?_i)/t

? = velocidade angular

?_f = ângulo final.

?_i = ângulo inicial

t = tempo

?? = forma abreviada de ‘a mudança de ângulo’

A equação da velocidade angular

Primeiro, quando você está falando de algo “angular”, seja velocidade ou outra quantidade física, reconheça que, por estar lidando com ângulos, está falando em viajar em círculos ou em partes dele.

Você deve se lembrar da geometria ou da trigonometria que a circunferência de um círculo é seu diâmetro vezes a constante pi, ou pd. (O valor de pi é de cerca de 3,14159.) Isso é mais comumente expresso em termos do raio r do círculo, que é metade do diâmetro, tornando a circunferência 2pr.

Além disso, você provavelmente aprendeu em algum lugar ao longo do caminho que um círculo consiste em 360 graus.

Se você mover uma distância S ao longo de um círculo, o deslocamento angular ? será igual a S/r. Uma revolução completa, então, dá 2pr/r, o que deixa apenas 2p. Isso significa que ângulos menores que 360° podem ser expressos em termos de pi, ou em outras palavras, como radianos.

Juntando todas essas informações, você pode expressar ângulos ou partes de um círculo em unidades diferentes de graus:

360 ° = (2p) radianos, ou

1 radiano = (360°/2p) = 57,3 °,

Enquanto a velocidade linear é expressa em comprimento por unidade de tempo, a velocidade angular é medida em radianos por unidade de tempo, geralmente por segundo.

Se você souber que uma partícula está se movendo em um caminho circular com uma velocidade v a uma distância r do centro do círculo, com a direção de v sempre perpendicular ao raio do círculo, então a velocidade angular pode ser escrita

? = v/r,

onde ? é a letra grega ômega.

As unidades de velocidade angular são radianos por segundo; você também pode tratar esta unidade como “segundos recíprocos”, porque v/r produz m/s dividido por m ou s^-1, significando que os radianos são tecnicamente uma quantidade sem unidade.

Equações de movimento rotacional

A fórmula de aceleração angular é derivada da mesma maneira essencial que a fórmula de velocidade angular: é apenas a aceleração linear em uma direção perpendicular a um raio do círculo (equivalentemente, sua aceleração ao longo de uma tangente ao caminho circular em qualquer ponto) dividida pelo raio do círculo ou parte de um círculo, que é:

a = a_t/r

Isso também é dado por:

a = ?/t

porque para movimento circular, em a_t = ?r/t = v/t.

a, como você provavelmente sabe, é a letra grega “alfa”. O subscrito “t” aqui indica “tangente”.

Curiosamente, no entanto, o movimento rotacional possui outro tipo de aceleração, chamada aceleração centrípeta (“busca por centro”).

Isto é dado pela expressão:

a_c = v²/r

Essa aceleração é direcionada para o ponto em que o objeto em questão está girando. Isso pode parecer estranho, já que o objeto não se aproxima desse ponto central, pois o raio r é fixo.

Pense na aceleração centrípeta como uma queda livre na qual não há perigo de o objeto atingir o solo, porque a força que atrai o objeto em sua direção (geralmente a gravidade) é exatamente compensada pela aceleração tangencial (linear) descrita pela primeira equação em nesta seção.

Se a_c não fosse igual a a_t, o objeto voaria para o espaço ou logo colidiria com o meio do círculo.

Fonte: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/www.toppr.com/sciencing.com/www.merriam-webster.com/www.wisegeek.org/xaktly.com/cnx.org/www.texasgateway.org