A szögsebesség és a fordulatszám kapcsolata

Szögsebesség

Az alábbi feladat a 2023-as (NAT 2012) októberi, középszintű fizika érettségi első részének 12. feladata volt. A feladat kulcsa a szögsebesség és a fordulatszám kapcsolata.

Egy tengely körül forgó test fordulatszáma 10 1/s. Mekkora a test szögsebességének értéke SI-egységben?

  • A)         kb. 31.    
  • B)         kb. 3       
  • C)         kb. 1,6.
  • D)         kb. 63.

„Fizika általános iskolásoknak”

„Testek mozgásának vizsgálata” c. fejezet

A periodikus mozgások és a körmozgás c. lekében,

vagy középiskolásoknak és érettségire készülőknek

„Fizika középiskolásoknak”

„Körmozgás, forgómozgás, hullámok” c. fejezet

„A periodikus és körmozgás” c. lekében.

 Helyes válasz: D

Az érettségi vizsgák gyakran tartalmaznak fizikai problémákat, amelyek nemcsak a tanulók tudását tesztelik, hanem arra is ösztönzik őket, hogy alkalmazzák a megszerzett ismereteiket valóságos vagy teoretikus helyzetekben. Az egyik ilyen érdekes kérdés a 2023 októberi érettségin felmerült, amely egy forgó test szögsebességével kapcsolatos. A kérdés így szólt: “Egy tengely körül forgó test fordulatszáma 10 1/s. Mekkora a test szögsebességének értéke SI-egységben?”

A kérdés megértése

Először is tisztázzuk, mit jelent a szögsebesség és hogyan kapcsolódik a fordulatszámhoz. A szögsebesség egy forgó vagy körmozgást végző test szögelfordulásának sebességét jellemzi, általában radián/second (rad/s) mértékegységben fejezzük ki. Ez az érték mutatja meg, hogy egy adott idő alatt hány radiánt sikerül lefednie a testnek a forgástengelyéhez képest.

A kapcsolat a fordulatszám és a szögsebesség között

A feladatban adott fordulatszám, ami 10 1/s, azaz a test tíz teljes fordulatot végez egy másodperc alatt. Egy teljes fordulat 360° vagy 2π radián. Tehát a test szögelfordulása egy másodperc alatt 10 * 2π radián.

A számítás

Szögsebesség= fordulatszám × 2 π
Szögsebesség= 10 ford./s × 2 
rad
Szögsebesség= 10 ford./s × 2 π rad
Szögsebesség= 20
 rad/s
Szögsebesség= 20 π rad/s

Amikor a 20π rad/s értéket kiszámítjuk, körülbelül 62,83 rad/s-t kapunk, ami a válaszlehetőségek közül a D) opcióhoz, azaz körülbelül 63 rad/s-hez áll a legközelebb.

Konklúzió

A helyes válasz tehát a D) opció, ami körülbelül 63 rad/s-t jelent. Ez a példa remekül szemlélteti, hogyan kapcsolódik össze a fizikai elmélet a gyakorlati problémamegoldással. A diákoknak nem csak a képleteket kell megjegyezniük, hanem azt is meg kell érteniük, hogyan alkalmazzák ezeket különböző helyzetekben. Az ilyen típusú kérdések segítenek elmélyíteni a fizikai ismereteket és fejleszteni a problémamegoldó képességeket.

Hasonló cikkek

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük