以一个周期为例,设半径为r,则线速度v=2πr/T,角速度ω=2π/T,所以线速度和角速度关系式:v=ωr。角速度ω是矢量。按右手螺旋定则,大拇指方向为ω方向。当质点作逆时针旋转时,ω向上;作顺时针旋转时,ω向下。
角速度是指一个以弧度为单位的圆(一个圆周为2π,即:360度=2π),在单位时间内所走的弧度。在圆周运动的计算过程,用到角速度,就必须用这个单位。以便与国际单位制的米,米/秒,米/秒秒,千克,牛顿等配合进行。
若角速度方向不变,若加速,则相同。若减速,则相反。若角速度方向改变,角加速度和角速度可能不共线。可以参照速度和加速度的关系。角速度是矢量,也就是说它的方向和坐标选取有关。矢量经过奇数次叉乘运算得到的矢量就是矢量。除了角动量,还有磁感应强度等。
当刚体绕某定点转动时,每一瞬时都有一条通过该定点瞬时转轴,该瞬时刚体的运动可以看成是绕瞬时转轴,该瞬时刚体的运动可以看成是绕瞬时转轴的转动。刚体绕瞬时转轴时转轴的角速度,也称为瞬时角速度,它沿着瞬时转轴并按右手螺旋定则决定其方向,但和刚体的定轴转动不同,瞬间角速度w的大小和方向都是随时间而变的。
矢量性
角坐标φ和角位移Δφ不是矢量。令Δt→0,则角位移Δφ以零为极限,称为无限小角位移。无限小角位移忽略高阶无穷小量后称为微分角位移,记为dφ.可以证明,dφ是矢量.进而,角速度ω=dφ/dt也是矢量。
角速度ω是伪矢量。右手系改为左手系时,角速度反向.其本质是二阶张量(Ω),而一般矢量的本质是一阶张量,因此,矢量是角速度的简便表达,张量是角速度的准确表达。
角速度公式
ω=Φ/t=2π/T=2πf (匀速圆周运动)
匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T;
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf;
3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R;
4.向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R;
5.周期道与频率T=1/f;
6.角速度与线速度的关系V=ωR;
7.角速度与转速的关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同);
8.主要物理量及单位: 弧长(S):米(m) 角度(Φ):弧度(回rad) 频率(f):赫(答Hz) 周期(T):秒(s) 转速(n):r/s 半径(R):米(m) 线速度(V):m/s 角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2。