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角度加速度と線形加速の間の方程式を導き出しますか?

角加速度(α)と線形加速度(a)を関連付ける方程式を導出する方法は次のとおりです。

1。回転オブジェクトのポイントを考えてみましょう:

*回転軸から距離 * r *にあるポイントを想像してください。

2。線形速度:

*ポイントの線形速度(v)は、その位置が円形経路に沿って変化する速度です。

* *v =rω *、ここでωは角速度です。

3。線形加速:

*線形加速(a)は、線形速度の変化速度です。

*回転オブジェクト上のポイントの線形加速度には、次の2つのコンポーネントがあります。

* 接線加速度(at): このコンポーネントは、円形の経路への接線に沿って向けられ、ポイントの速度を変更する責任があります。

* 放射状加速(AR): このコンポーネントは円の中心に向けられており、ポイントの速度の方向を変える責任があります。

4。接線加速度と角度加速:

*接線加速度は、次のような角加速度(α)に関連しています。

* * at =rα *

5。放射状加速:

*放射状加速は以下によって与えられます:

* * ar =v²/r *

6。関連する線形および角度加速度:

*線形加速は接線加速度と放射状加速のベクトル合計であるため、次のことを記述できます。

* * a =√(at² +ar²) *

*置換 *at =rα *および *ar =v²/r *、私たちは取得します:

* * a =√((rα)² +(v²/r)²) *

*さらに、 * v =rω *を方程式に置き換えることができます。

* * a =√((rα)² +(r²ω²/r)²) *

*単純化:

* * a =√(r²α² +r²ω⁴/r²) *

* * a =√(r²α² +r²ω⁴/r²) *

* * a =√(r²(α² +ω⁴/r²)) *

* * a =r√(α² +ω⁴/r²) *

これは、線形加速度(a)に関連する方程式(a)角加速度(α)、角速度(ω)、および円形経路の半径(r)。

特別なケース:

* 定数角速度(ω=定数): この場合、角度加速度(α)はゼロであり、線形加速度は放射状加速度まで減少します: *a =v²/r =rω²/r =rω² *。

* 純粋な回転運動(ω=0): オブジェクトが固定軸を中心に回転している場合、角速度はゼロであり、線形加速度は単に接線加速度です: *a =rα *。

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