Угловая скорость — это векторная физическая величина, характеризующая быстроту и направление вращения тела относительно некоторой точки или оси. Она определяет, на какой угол поворачивается тело за единицу времени. 1. Основное определение и формула В самом простом случае (при равномерном движении по окружности) угловая скорость (омега) вычисляется как отношение изменения угла поворота к промежутку времени, за который этот поворот произошел: Где:
- — приращение угла (выражается в радианах). — время вращения (в секундах).
Для мгновенной угловой скорости используется производная угла по времени: 2. Единицы измерения В системе СИ угловая скорость измеряется в радианах в секунду (рад/с). Иногда на практике используются обороты в минуту (об/мин), которые переводятся в рад/с по формуле: 3. Связь с периодом и частотой Угловую скорость часто называют циклической частотой. Она напрямую связана с периодом обращения ( ) и частотой ( или ):
- Через период: (время одного полного оборота). Через частоту: (количество оборотов в секунду).
4. Связь с линейной скоростью Если точка движется по окружности радиуса , то её линейная скорость связана с угловой скоростью следующим соотношением: Это означает, что при фиксированной угловой скорости точки, находящиеся дальше от центра вращения, имеют большую линейную скорость. 5. Векторный характер Угловая скорость является псевдовектором (аксиальным вектором). Его направление определяется по правилу правой руки (или правилу буравчика):
- Четыре пальца правой руки обхватывают ось вращения в направлении движения тела.
- Отставленный большой палец укажет направление вектора .
Вектор угловой скорости всегда направлен вдоль оси вращения. Следующим шагом я могу рассчитать угловую скорость для конкретных параметров (например, для вращения Земли или конкретного двигателя) или вывести производные формулы для углового ускорения.