Calculadora de velocidad angular
Calcular la velocidad angular de un objeto giratorio.
Introduzca sus valores
Cuadro de contenidos
Comprensión de la velocidad angular
La velocidad angular es un concepto fundamental en la física que describe lo rápido que un objeto gira alrededor de un eje fijo. A diferencia de la velocidad lineal que mide el movimiento a lo largo de un camino recto, la velocidad angular cuantifica el movimiento rotacional.
Conceptos clave
Angular velocity (denoted by the Greek letter ω, "omega") represents the rate of change of angular position over time. An object with higher angular velocity rotates faster, completing more revolutions in the same time period compared to an object with lower angular velocity.
Dirección de la Velocia Angular
La velocidad angular es una cantidad vectorial, con su dirección apuntando a lo largo del eje de rotación. Para el movimiento de rotación en la dirección en sentido contrario (cuando se ve desde arriba), el vector de velocidad angular apunta hacia arriba. Para la rotación del reloj, apunta hacia abajo.
Relación con la velocidad lineal
Para un objeto que se mueve en un camino circular, la velocidad lineal (v) y la velocidad angular (ω) se relacionan con la ecuación: v = rω, donde r es el radio del camino circular. Esto significa que puntos más lejos del eje de rotación se mueven más rápido linealmente mientras tienen la misma velocidad angular.
Aplicaciones de la Velocidad Angular
La velocidad angular es crucial en numerosos campos:
- Ingeniería:Diseño de maquinaria giratoria, engranajes, motores y turbinas
- Astrofísica:Estudio de cuerpos celestes rotativos como planetas y estrellas
- Diseño del vehículo:Análisis de la rotación de ruedas y componentes del motor
- Ciencias deportivas:Optimización de rendimiento en actividades de rotación como buceo, gimnasia y patinaje de figuras
- Robotics:Control de los movimientos de brazo robótico y las rotaciones de articulaciones
Aceleración angular
Cuando la velocidad angular cambia con el tiempo, experimentamos aceleración angular (α). Esto se calcula como la tasa de cambio de velocidad angular: α = Δω/Δt. La aceleración angular hace que los objetos aceleren o ralenticen su rotación.
- ω = θ/t (La velocidad angular equivale al desplazamiento angular dividido por el tiempo)
- v) (La velocidad liviana equivale a velocidad angular de tiempos radiales)
- α = Δω/Δt (Aceleración triangular equivale al cambio en la velocidad angular dividida por el tiempo)
- at= Rα (Aceleración significativa equivale a tiempos radiales aceleración angular)
- ac= rω2 (Aceleración centrípeta equivale a tiempos de radio de velocidad angular cuadrada)
Comprender la velocidad angular proporciona información esencial sobre la dinámica de rotación, lo que nos permite analizar y predecir el comportamiento de los sistemas rotatorios en diversas aplicaciones científicas y de ingeniería.
Fórmula de Velocia Angular
La velocidad angular es la tasa de cambio de desplazamiento angular con respecto al tiempo.
Donde:
- ω = Velocidad angular (rad/s)
- θ = Desplazamiento angular (rad)
- t = Tiempo (s)
Cómo calcular
Para calcular la velocidad angular, siga estos pasos:
-
1Medir el desplazamiento angular en radians
-
2Medir el tiempo necesario para el desplazamiento
-
3Divide el desplazamiento angular por el momento
Unidades y Conversiones
Unidades comunes para la velocidad angular incluyen:
- rad/s (radianos por segundo)
- rpm (revoluciones por minuto)
- deg/s (de acuerdo por segundo)
- 1 rad/s = 9.549 rpm
- 1 rad/s = 57.296 deg/s
- 1 rpm = 0.1047 rad/s
Ejemplos prácticos
Ejemplo 1Rueda giratoria
Una rueda completa una rotación completa (2π radians) en 2 segundos. Calcula su velocidad angular.
θ = 2π rad
t = 2 s
ω = 2π / 2 = π rad/s ♥ 3.14 rad/s
Ejemplo 2Rotación de la Tierra
Calcular la velocidad angular de la rotación de la Tierra (una rotación completa en 24 horas).
θ = 2π rad
t = 24 × 3600 = 86400 s
ω = 2π / 86400 ♥ 7.27 × 10−5 rad/s