角加速度(角速度的变化率)
质点绕某轴转动时,角速度也可能随时间变化。我们把单位时间内角速度的变化量叫作角加速度。
简介
角加速度图解
角加速度计算公式α=Δω/Δt
单位弧度/秒²(rad/s²)
角加速度意义角加速度意味着什么呢?想象一个静止的旋转木马。因为它没在旋转,它的角速度为零。现在你启动,使它以每4秒1转,即0.25r/s的速度旋转。于是旋转木马的角速度变为非零。其后若是保持此转速不变,那么它的角加速度便是零。
角加速度方向我们可以用正、负号表示角速度与角加速度的方向,约定角速度和角加速度的方向与转轴方向平行时取正号,反向平行时取负号。
平均加角速度概念转动刚体从瞬时t开始的角速度变化Δω与相应时间间隔Δt的比值称为平均角加速度,即α=Δω/Δt。
瞬时加角速度概念若Δt→0,则这一比值就称为在瞬时t刚体转动的角加速度,又称瞬时角加速度,记为ε,即ε=limεm)(Δt→0=Δω/Δt.当作用于物体的力矩是常数时,角加速度也会是常数.在这个等角加速度的特别状况里,此运动方程式会算出一个决定性的,单值的角加速度.当作用于物体的力矩不是常数时,物体的角加速度会随时间而变.这方程式成为一个微分方程式.这微分方程式是此物体的运动方程式;它可以完全的描述此物体的运动.
相关介绍
平面运动下,角加速度——作为角速度的变化率——也可以类似的定义为一个标量。我们可以说一个运动是顺时针转动加速或者逆时针转动加速。
角加速度
到了真实的三维空间,角速度的矢量性就有意义了。其矢量定义如下:ω=r×V
上式每个物理量都应该有矢量符号。角加速度与加速度类似,就是角速度的变化率。由于角速度具有矢量性,角加速度也具有矢量性。
从运动学上我们就可以通过对上式求微商来得到角加速度的大小与方向。注意,由于r一般随时间变化,因此角加速度一般不等于r×a。而如果运动固定为圆周运动,r是一个常数,那么角加速度就等于ra,方向则是r×a的方向。
我们发现,二维平面的运动使得上述矢量叉乘的结果必然在垂直于该平面的方向,如果一个矢量的方向固定在某一直线上,那其表现也确实与标量很是类似。
加速度与角加速度加速度是速度的变化,所以角加速度的单位是弧度每秒每秒。同样,因为弧度无量纲,于是角加速度的单位可写作1/s。在所有这些方面,角运动和线性运动都是能平行对应的。速度等于位置的变化除以时间的变化,同样,角速度等于角位置的变化除以时间的变化。
角加速度描述角速度变化快慢和方向的物理量。如果物体的角速度是改变的,就说这个物体具有角加速度。
动锥角加速度β动锥的瞬时角加速度定义为瞬时角速度对时间的导数。