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关联角度量和线性量 - I
10.5
所有直线运动的物理量在转动运动中都有对应的量。考虑一个系在长度为 r 的绳子上的小球,其绕垂直于运动平面的轴旋转。
当球的角位移改变为 θ 时,它经过的直线距离等于弧长 s。
运动过程中的任意时刻,线性距离与角距离 θ 成正比。当角距离变化 2π 时,对应的弧长为半径的 2π 倍。
现在,对该方程求时间导数。由于圆的半径是恒定的,弧长的变化率与角位移的变化率成正比。因此,可得到瞬时线速度与瞬时角速度之间的关系。
球的速度方向与圆周运动相切,因此称为切向速度。
如果将旋转定义与沿直线运动以及二维和三维运动的线性运动学变量的定义进行比较,我们可以观察到线性变量到旋转变量的映射。
在单独比较线性变量和旋转变量时,位置线性变量的物理单位是米,而角位置变量的无量纲单位是弧度,因为它是两个长度的比值。线速度的单位为 m/s,角速度的单位为 rad/s。
在圆周运动的…