Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
RyL61FbBBVpMt

Uniform circular motion

Source: licencja: CC 0.

Ruch jednostajny po okręgu

You will learn
  • to describe uniform circular motion.

R1A5W73VQ9WrV1
nagranie abstraktu

Before you start, remind:

  • What uniform motion is?

  • Which quantities describe it?

Exercise 1
RXvjsbH7ik7Oz1
nagranie abstraktu

Try to define what uniform circular motionuniform circular motionuniform circular motion is? What are its characteristics? Give some examples of uniform circular motion from daily life.

Uniform circular motion
Definition: Uniform circular motion
RSVidZkIq9HY11
nagranie abstraktu

Uniform circular motionuniform circular motionUniform circular motion is a motion along a circular path of a given radiusradiusradius. In uniform circular motion the speed remains constant, but the velocity direction changes. Speed is a magnitude of a velocity vector.

Direction of velocity is always tangent to the circle.

R1YkLzA5bbaS9
Ilustracja interaktywna prezentuje jednostajny ruch obiektu po okręgu. Obiekt zaznaczony jest w postaci zielonego kółka. Na obwodzie koła zaznaczonych jest osiem pozycji obiektu w równych odstępach od siebie, jak również wektor prędkości w postaci czarnej strzałki od środka zielonego kółka na zewnątrz. Okrąg zaznaczony jest linią przerywaną. Wyróżnioną linią przerywaną połączony jest środek okręgu ze środkiem jednego z kółek, opisaną numerem 2. Strzałka zaczynająca się w tym kółku opisana jest numerem 1. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. velocity vector {audio}, 2. radius of the circular path {audio}.
Diagram of uniform circular motion
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Period
RjMDmlYBxueC61
nagranie abstraktu

Circular motion is periodicperiodicperiodic. It means that the motion occurs at regular time intervaltime intervaltime interval called the period. The symbol for the period is T. The periodperiodperiod is the time for one complete revolution. Period is measured in seconds.

Period
Definition: Period
RlXWSRA9GHw5i1
nagranie abstraktu

PeriodperiodPeriod - time required for one complete circulationcirculationcirculation.

Frequency
RpisuQ6LkP0En1
nagranie abstraktu

Whereas the period is the time an object takes to make a complete circle, the frequencyfrequencyfrequency is the number of revolutions the object makes per unit of time. The frequency f is the reciprocal of the period:

f=1T

Frequency is measured in hertz (Hz):

1 Hz=1s
Frequency
Definition: Frequency
RcVi5jCWQuQjd1
nagranie abstraktu

FrequencyfrequencyFrequency - number of revolutions the object makes per unit of time.

Linear velocity
RKGwYxkjJfRQy1
nagranie abstraktu

In uniform circular motionuniform circular motionuniform circular motion, an object covers the same length of the arc segment of a circle in each second of time. The distance covered in one complete revolution around the perimeter of a circle is equal to the circumferencecircumferencecircumference of the circle.

A bicycle wheel shown below is rolling for one complete rotation. The position of a dot on the circumference of the wheel changes continuously and comes back to the same position after one complete revolution.

RBCz8ORCf3NIW1
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

The linear velocity in uniform circular motion can be determined as the ratio of the length of the covered arc segment s to the time t in which it was covered:

v=st

For one complete revolution:

v=2πrT

where r is the radiusradiusradius of a circle, and T is the periodperiodperiod and s=2πr.

This formula can be rewritten using the frequencyfrequencyfrequency instead of the period:

v=2πrf

The linear velocity in uniform circular motionuniform circular motionuniform circular motion is identical to the magnitude of the velocity vector - speed.

Exercise 2
R13OZpXAaMHH31
nagranie abstraktu

A small plastic airplane is held on a string and the child spins it over and over again. If the radiusradiusradius of its circle path is 1 m and its periodperiodperiod is 1 s, what is its speed?

Task 1
R1LJkhfg0GUVJ1
nagranie abstraktu

You want to calculate what speed a bicycle wheel can reach. Plan an experiment scenario and explain what should be done to measure all necessary quantities.

Remember
R1NoPzuCZNldg1
nagranie abstraktu
  • Uniform circular motionuniform circular motionUniform circular motion is a motion along a circular path of a given radiusradiusradius.  

  • In uniform circular motion the speed remains constant, but the velocity direction changes.

  • Circular motion is periodicperiodicperiodic.

Exercises

R1F8XhlAQsiCq
Exercise 3
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. An object moving in uniform circular motion has a constant speed, but a changing direction of velocity vector., 2. The direction of velocity in uniform circular motion is always tangent to a circle., 3. The unit of period is hertz., 4. The frequency may be thought of as the number of complete rotations per second.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 4

A biker travels once around a circular track of radius 20 m in 3 s. Calculate:

a) speed,

b) frequency,

c) period.

Exercise 5

Explain in English the concept of uniform circular motion.

Rbo9gtnPToip0
Exercise 6
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. jednostajny ruch po okręgu - uniform circular motion, 2. promień - radius, 3. obwód - circumference, 4. okres - period, 5. częstotliwość - periodic, 6. obrót - period
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RoFMxjVnnbQo51
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

uniform circular motion
uniform circular motion

jednostajny ruch po okręgu

R3FpqtXZBpPpE
wymowa w języku angielskim: uniform circular motion
radius
radius

promień

RQcEdb5w3f5DM1
wymowa w języku angielskim: radius
circumference
circumference

obwód

RljXFI8kLALhQ1
wymowa w języku angielskim: circumference
period
period

okres

RVICGQlKO6mNe1
wymowa w języku angielskim: period
frequency
frequency

częstotliwość

R1OeLXJ595vdy1
wymowa w języku angielskim: frequency
periodic
periodic

okresowy

RwlCzRURceCj8
wymowa w języku angielskim: periodic
time interval
time interval

przedział czasowy

RlrbiqACZHKGh
wymowa w języku angielskim: time interval
circulation
circulation

obrót

Rcc3aOlJpzIk7
wymowa w języku angielskim: circulation

Keywords

uniform circular motionuniform circular motionuniform circular motion

radiusradiusradius

circulationcirculationcirculation

periodperiodperiod

frequencyfrequencyfrequency