角速度公式
角速度,用符號ω表示:ω=Δθ/Δt。
假設某質點做圓周運動,在Δt時間內轉過的角為Δθ. Δθ與Δt的比值,描述了物體繞圓心運動的快慢,這個比值叫做角速度,角速度ω是矢量。按右手螺旋定則,大拇指方向為ω方向。當質點作逆時針旋轉時,ω向上。作順時針旋轉時,ω向下。設壹質點在平面Oxy內,繞質點O作圓周運動.如果在時刻t,質點在A點,半徑OA與Ox軸成θ角,θ角叫做角位置。
在時刻t+Δt,質點到達B點,半徑OB與Ox軸成θ+Δθ角。就是說,在Δt時間內,質點轉過角度Δθ,此Δθ角叫做質點對O點的角位移。角位移不但有大小而且有轉向。壹般規定沿逆時針轉向的角位移取正值,沿順時針轉向的角位移取負值。
單位和矢量性
1、單位
當圓的半徑相同時,圓心角θ越大,它所對應圓的弧越長,二者成正比。因此可以用弧長與半徑的比值表示圓心角的大小。
例如,弧長是0.12m,半徑是0.1m,那麽θ=0.12m÷0.1m=1.2。
弧長與半徑的單位都是米,在計算二者之比時要小調.為了表述的方便,“給”θ壹個單位:弧度,用符號rad表示。這樣,上面計算得到的角θ就是1.2弧度,記為θ=1.2rad。
對於壹個圓,θ=2πrad=360°,則角位移的單位是rad,角速度的單位是s-1或rad/s。
2、矢量性
角坐標φ和角位移Δφ不是矢量。令Δt→0,則角位移Δφ以零為極限,稱為無限小角位移。無限小角位移忽略高階無窮小量後稱為微分角位移,記為dφ可以證明,dφ是矢量。進而,角速度ω=dφ/dt也是矢量。
角速度ω是偽矢量。右手系改為左手系時,角速度反向。其本質是二階張量(Ω),而壹般矢量的本質是壹階張量,因此,矢量是角速度的簡便表達,張量是角速度的準確表達。