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¿Qué es la aceleración angular?

Tierra completa una vuelta completa alrededor del Sol, 360 grados (2π radianes), cada 365,24 días. Esto significa que el ángulo formado por una línea imaginaria que conecta la Tierra a los cambios de Sun por un poco menos de 1 grado (π / 180 radianes) por día. Los científicos usan la velocidad angular término para describir el movimiento de una línea imaginaria. La aceleración angular de un objeto es igual a la velocidad a la que esta velocidad cambios.

Aceleración angular depende del punto de referencia elegido. Una línea imaginaria que une la Tierra al Sol cambia su velocidad angular mucho más lentamente que una línea imaginaria que une la Tierra con el centro de la galaxia. Cuando se habla de aceleración angular, no hay ningún requisito de que el objeto en cuestión viajes en una ruta completa alrededor del punto de referencia. Uno puede discutir la velocidad angular cambiante de un coche con respecto a otro o de un átomo de hidrógeno de vibración con respecto al átomo de oxígeno más grande en una molécula de agua.

En la jerga de la física, la aceleración es siempre una cantidad vectorial, independientemente de si es lineal o angular. Si un coche en movimiento a la derecha en una tasa de 33 pies / segundo (10 m / s) frena en seco a parar después de 2 segundos, un científico describiría aceleración lineal media del coche como ft / s 2 (m / s 2). Al describir la aceleración angular, el movimiento hacia la izquierda se considera positivo y giro a la derecha es negativa.

Los científicos utilizan la letra griega alfa, α, para denotar la aceleración angular. Por convención, los vectores están en negrita y sus valores escalares se denotan usando fuente no negrita. Por lo tanto, α se refiere a su magnitud. Aceleración angular puede ser escrito en componentes como a, b, c>, donde a es la aceleración angular alrededor del eje x, b es la aceleración alrededor del eje y, y c es la aceleración alrededor del eje z.

Todas las cantidades lineales utilizados para describir objetos o sistemas en la mecánica newtoniana tienen análogos angulares. La versión angular de la famosa F = m una de Newton es τ = I α, donde τ es par y I es el momento de inercia para el sistema. Estas dos últimas cantidades son los equivalentes angulares de fuerza y ​​masa, respectivamente.

En ciertas configuraciones, la aceleración angular de un sistema alrededor de un eje está relacionado con la aceleración lineal del sistema a través del espacio. Por ejemplo, la distancia de una bola rueda en un momento dado está relacionada con la rapidez con su superficie exterior gira alrededor de su centro, siempre y cuando se supone que la bola no se arrastre o deslizamiento. Así, la velocidad lineal de la pelota, s, debe estar relacionada con la velocidad angular ω por la fórmula s = ωr, donde r es el radio de la bola. Por lo tanto, el tamaño de la aceleración lineal debe estar relacionado con α por a = aR.