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Mit konstanter Winkelgeschwindigkeit abfangen

Storyboard

Objekte können sich schneiden, wenn sie im gleichen Moment im Winkel übereinstimmen. Um dies zu erreichen, müssen sie sich von ihren jeweiligen Anfangswinkeln mit Winkelgeschwindigkeiten bewegen, die es ihnen ermöglichen, sich am Ende der Reise im Winkel und zur gleichen Zeit zu treffen.

>Modell

ID:(1450, 0)



Mit konstanter Winkelgeschwindigkeit abfangen

Storyboard

Objekte können sich schneiden, wenn sie im gleichen Moment im Winkel übereinstimmen. Um dies zu erreichen, müssen sie sich von ihren jeweiligen Anfangswinkeln mit Winkelgeschwindigkeiten bewegen, die es ihnen ermöglichen, sich am Ende der Reise im Winkel und zur gleichen Zeit zu treffen.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\theta_1$
theta_1
Anfangswinkel des ersten Körpers
rad
$\theta_2$
theta_2
Anfangswinkel des zweiten Körpers
rad
$t_1$
t_1
Anfangszeit des ersten Objekts
s
$t_2$
t_2
Anfangszeit des zweiten Objekts
s
$\Delta\theta$
Dtheta
Differenz von Winkel
rad
$v_1$
v_1
Geschwindigkeit des ersten Objekts vor der Kollision
m/s
$v_2$
v_2
Geschwindigkeit des zweiten Objekts vor der Kollision
m/s
$\theta$
theta
Kreuzungswinkel
rad
$t$
t
Kreuzungszeit
s
$r$
r
Radius
m
$\Delta t_1$
Dt_1
Reisezeit des ersten Objekts
s
$\Delta t_2$
Dt_2
Reisezeit des zweiten Objekts
s
$\Delta\theta_1$
Dtheta_1
Vom ersten Körper zurückgelegter Winkel
rad
$\Delta\theta_2$
Dtheta_2
Vom zweiten Körper zurückgelegter Winkel
rad
$\omega_1$
omega_1
Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1
rad/s
$\omega_2$
omega_2
Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2
rad/s

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Im Fall, dass die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$) gleich die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) ist,

equation=15431

Deshalb erhalten wir mit die Differenz von Winkel ($\Delta\theta$), welches gleich der Winkel ($\theta$) geteilt durch der Anfangswinkel ($\theta_0$) ist:

equation=3680

Und mit der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$), welches gleich der Zeit ($t$) geteilt durch der Startzeit ($t_0$) ist:

equation=4353

Wir k nnen die Gleichung f r die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) umschreiben als:

equation=3679

Dies kann ausgedr ckt werden als:

$\omega_0 = \omega = \displaystyle\frac{\Delta\theta}{\Delta t} = \displaystyle\frac{\theta - \theta_0}{t - t_0}$



Bei der L sung erhalten wir:

equation

Im Fall, dass die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$) gleich die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) ist,

equation=15431

Deshalb erhalten wir mit die Differenz von Winkel ($\Delta\theta$), welches gleich der Winkel ($\theta$) geteilt durch der Anfangswinkel ($\theta_0$) ist:

equation=3680

Und mit der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$), welches gleich der Zeit ($t$) geteilt durch der Startzeit ($t_0$) ist:

equation=4353

Wir k nnen die Gleichung f r die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) umschreiben als:

equation=3679

Dies kann ausgedr ckt werden als:

$\omega_0 = \omega = \displaystyle\frac{\Delta\theta}{\Delta t} = \displaystyle\frac{\theta - \theta_0}{t - t_0}$



Bei der L sung erhalten wir:

equation

Da die Mittlere Geschwindigkeit ($\bar{v}$) mit die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) gleich ist, was ist

equation=3152

und mit die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) als Bogen eines Kreises und der Radius ($r$) und die Winkelvariation ($\Delta\theta$) ist

equation=5302

und die Definition von die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) ist

equation=3679

dann ist

$v=\displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t}=r\displaystyle\frac{\Delta\theta}{\Delta t}=r\omega$



Da die Beziehung allgemein ist, kann sie f r momentane Werte angewendet werden, was zu

equation

f hrt.

Da die Mittlere Geschwindigkeit ($\bar{v}$) mit die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) gleich ist, was ist

equation=3152

und mit die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) als Bogen eines Kreises und der Radius ($r$) und die Winkelvariation ($\Delta\theta$) ist

equation=5302

und die Definition von die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) ist

equation=3679

dann ist

$v=\displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t}=r\displaystyle\frac{\Delta\theta}{\Delta t}=r\omega$



Da die Beziehung allgemein ist, kann sie f r momentane Werte angewendet werden, was zu

equation

f hrt.

Die Definition von die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) wird als die Winkelvariation ($\Delta\theta$) betrachtet,

equation=3680

und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$),

equation=4353

Die Beziehung zwischen beiden wird als die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) definiert:

equation

Die Definition von die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) wird als die Winkelvariation ($\Delta\theta$) betrachtet,

equation=3680

und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$),

equation=4353

Die Beziehung zwischen beiden wird als die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) definiert:

equation


Beispiele


mechanisms

Im Falle einer Kreuzung bewegen sich zwei K rper so, dass sie sich zur Zeit ein Kreuzungszeit ($t$) an ERROR:10307,0 treffen werden.

Um dies zu erreichen, beginnt jeder K rper:

• Seine Verschiebung bei der Anfangszeit des ersten Objekts ($t_1$) bei der Anfangswinkel des ersten Körpers ($\theta_1$) mit eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$).
• Seine Verschiebung bei der Anfangszeit des zweiten Objekts ($t_2$) bei der Anfangswinkel des zweiten Körpers ($\theta_2$) mit eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$).

Diese Bedingungen m ssen erf llt sein, um die Kreuzung zu erreichen.

Die Winkel-Zeit-Diagramme k nnen dann wie folgt berlagert werden:

image

Im Falle einer Kreuzung oder Kollision zwischen zwei Objekten ist es blich, dass die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) und die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) so konfiguriert sind, dass sie zusammenfallen.

Das bedeutet, dass der Vom ersten Körper zurückgelegter Winkel ($\Delta\theta_1$) und die Reisezeit des ersten Objekts ($\Delta t_1$) zu eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) f hren m ssen,

equation=3679,1

so dass mit der Vom zweiten Körper zurückgelegter Winkel ($\Delta\theta_2$) und die Reisezeit des zweiten Objekts ($\Delta t_2$) Eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) erreicht wird,

equation=3679,2

damit sie schlie lich in Zeit und Raum (Position) bereinstimmen:

image

Im Fall einer Bewegung, bei der sich zwei Objekte schneiden, wie zum Beispiel die Kreuzungswinkel ($\theta$) und der Kreuzungszeit ($t$), ist dies f r beide blich. Daher, wenn f r das erste Objekt der Anfangszeit des ersten Objekts ($t_1$) und der Anfangswinkel des ersten Körpers ($\theta_1$) mit die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) erf llt sind:

equation=1023,1

und f r das zweite Objekt der Anfangszeit des zweiten Objekts ($t_2$) und der Anfangswinkel des zweiten Körpers ($\theta_2$) mit die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) erf llt sind:

equation=1023,2

was wie folgt dargestellt wird:

image


model

Um die Rotation eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir die Winkelvariation ($\Delta\theta$) bestimmen. Dies geschieht, indem wir der Anfangswinkel ($\theta_0$) von der Winkel ($\theta$) subtrahieren, den Wert, den das Objekt w hrend seiner Rotation erreicht:

kyon

Um die Rotation eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir die Winkelvariation ($\Delta\theta$) bestimmen. Dies geschieht, indem wir der Anfangswinkel ($\theta_0$) von der Winkel ($\theta$) subtrahieren, den Wert, den das Objekt w hrend seiner Rotation erreicht:

kyon

Um die Bewegung eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) berechnen. Diese Gr e wird durch Messung von der Startzeit ($t_0$) und der der Zeit ($t$) dieser Bewegung erhalten. Die Dauer wird bestimmt, indem die Anfangszeit von der Endzeit subtrahiert wird:

kyon

Um die Bewegung eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) berechnen. Diese Gr e wird durch Messung von der Startzeit ($t_0$) und der der Zeit ($t$) dieser Bewegung erhalten. Die Dauer wird bestimmt, indem die Anfangszeit von der Endzeit subtrahiert wird:

kyon

Im Fall, dass die Winkelgeschwindigkeit konstant ist, f llt die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) mit dem Wert von die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$) zusammen, daher

equation=15431

In diesem Fall k nnen wir den Winkel als Funktion der Zeit berechnen, indem wir uns daran erinnern, dass er sich aus der Differenz zwischen dem aktuellen und dem Anfangswinkel sowie der aktuellen und der Anfangszeit ergibt. Daher ist der Winkel ($\theta$) gleich der Anfangswinkel ($\theta_0$), die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$), der Zeit ($t$) und der Startzeit ($t_0$), wie unten gezeigt:

kyon

Die Gleichung stellt eine Gerade im Winkel-Zeit-Raum dar.

Im Fall, dass die Winkelgeschwindigkeit konstant ist, f llt die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) mit dem Wert von die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$) zusammen, daher

equation=15431

In diesem Fall k nnen wir den Winkel als Funktion der Zeit berechnen, indem wir uns daran erinnern, dass er sich aus der Differenz zwischen dem aktuellen und dem Anfangswinkel sowie der aktuellen und der Anfangszeit ergibt. Daher ist der Winkel ($\theta$) gleich der Anfangswinkel ($\theta_0$), die Anfängliche Winkelgeschwindigkeit ($\omega_0$), der Zeit ($t$) und der Startzeit ($t_0$), wie unten gezeigt:

kyon

Die Gleichung stellt eine Gerade im Winkel-Zeit-Raum dar.

Um die Verschiebung eines Objekts zu sch tzen, ist es notwendig, seine die Winkelgeschwindigkeit ($\omega$) in Abh ngigkeit von der Zeit ($t$) zu kennen. Daher wird die die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) eingef hrt, die als das Verh ltnis zwischen die Winkelvariation ($\Delta\theta$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) definiert ist.

Um dies zu messen, kann ein System wie das im Bild gezeigt verwendet werden:

image

Um die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit zu bestimmen, wird ein reflektierendes Element auf der Achse oder auf einer Scheibe mit mehreren reflektierenden Elementen platziert, und der Durchgang wird erfasst, um die L nge des Bogens $\Delta s$ und den Winkel, der mit dem Radius $r$ verbunden ist, zu sch tzen. Dann wird der Zeitunterschied aufgezeichnet, wenn die Markierung vor dem Sensor vorbeigeht, als $\Delta t$. Die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit wird durch die Division des zur ckgelegten Winkels durch die verstrichene Zeit bestimmt.



Die Gleichung, die die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit beschreibt, lautet:

kyon

Es ist zu beachten, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit eine Sch tzung der tats chlichen Winkelgeschwindigkeit ist. Das Hauptproblem ist, dass:

Wenn sich die Winkelgeschwindigkeit w hrend der verstrichenen Zeit ndert, kann der Wert der durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit sehr unterschiedlich zur durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit sein.



Daher ist der Schl ssel:

Die Geschwindigkeit in einer ausreichend kurzen verstrichenen Zeit zu bestimmen, um ihre Variation zu minimieren.

Um die Verschiebung eines Objekts zu sch tzen, ist es notwendig, seine die Winkelgeschwindigkeit ($\omega$) in Abh ngigkeit von der Zeit ($t$) zu kennen. Daher wird die die Mittlere Winkelgeschwindigkeit ($\bar{\omega}$) eingef hrt, die als das Verh ltnis zwischen die Winkelvariation ($\Delta\theta$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) definiert ist.

Um dies zu messen, kann ein System wie das im Bild gezeigt verwendet werden:

image

Um die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit zu bestimmen, wird ein reflektierendes Element auf der Achse oder auf einer Scheibe mit mehreren reflektierenden Elementen platziert, und der Durchgang wird erfasst, um die L nge des Bogens $\Delta s$ und den Winkel, der mit dem Radius $r$ verbunden ist, zu sch tzen. Dann wird der Zeitunterschied aufgezeichnet, wenn die Markierung vor dem Sensor vorbeigeht, als $\Delta t$. Die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit wird durch die Division des zur ckgelegten Winkels durch die verstrichene Zeit bestimmt.



Die Gleichung, die die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit beschreibt, lautet:

kyon

Es ist zu beachten, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit eine Sch tzung der tats chlichen Winkelgeschwindigkeit ist. Das Hauptproblem ist, dass:

Wenn sich die Winkelgeschwindigkeit w hrend der verstrichenen Zeit ndert, kann der Wert der durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit sehr unterschiedlich zur durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit sein.



Daher ist der Schl ssel:

Die Geschwindigkeit in einer ausreichend kurzen verstrichenen Zeit zu bestimmen, um ihre Variation zu minimieren.

Wenn wir das Verh ltnis zwischen die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) und der Radius ($r$) durch die Winkelvariation ($\Delta\theta$) teilen,

equation=5302

und das dann durch der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) teilen, erhalten wir die Beziehung, die es uns erm glicht, die Geschwindigkeit ($v$) entlang der Umlaufbahn zu berechnen, bekannt als die tangentielle Geschwindigkeit, die mit die Winkelgeschwindigkeit ($\omega$) verbunden ist:

kyon

Wenn wir das Verh ltnis zwischen die Zurückgelegte Strecke in einer Zeit ($\Delta s$) und der Radius ($r$) durch die Winkelvariation ($\Delta\theta$) teilen,

equation=5302

und das dann durch der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) teilen, erhalten wir die Beziehung, die es uns erm glicht, die Geschwindigkeit ($v$) entlang der Umlaufbahn zu berechnen, bekannt als die tangentielle Geschwindigkeit, die mit die Winkelgeschwindigkeit ($\omega$) verbunden ist:

kyon


>Modell

ID:(1450, 0)



Mechanismen

Definition


ID:(15411, 0)



Konzept des Abfangens

Bild

Im Falle einer Kreuzung bewegen sich zwei Körper so, dass sie sich zur Zeit ein Kreuzungszeit ($t$) an ERROR:10307,0 treffen werden.

Um dies zu erreichen, beginnt jeder Körper:

• Seine Verschiebung bei der Anfangszeit des ersten Objekts ($t_1$) bei der Anfangswinkel des ersten Körpers ($\theta_1$) mit eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$).
• Seine Verschiebung bei der Anfangszeit des zweiten Objekts ($t_2$) bei der Anfangswinkel des zweiten Körpers ($\theta_2$) mit eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$).

Diese Bedingungen müssen erfüllt sein, um die Kreuzung zu erreichen.

Die Winkel-Zeit-Diagramme können dann wie folgt überlagert werden:

ID:(15517, 0)



Winkel und Reisedauer

Notiz

Im Falle einer Kreuzung oder Kollision zwischen zwei Objekten ist es üblich, dass die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) und die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) so konfiguriert sind, dass sie zusammenfallen.

Das bedeutet, dass der Vom ersten Körper zurückgelegter Winkel ($\Delta\theta_1$) und die Reisezeit des ersten Objekts ($\Delta t_1$) zu eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) führen müssen,



so dass mit der Vom zweiten Körper zurückgelegter Winkel ($\Delta\theta_2$) und die Reisezeit des zweiten Objekts ($\Delta t_2$) Eine Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) erreicht wird,



damit sie schließlich in Zeit und Raum (Position) übereinstimmen:

ID:(15516, 0)



Winkel und Zeitpunkt beim Abfangen

Zitat

Im Fall einer Bewegung, bei der sich zwei Objekte schneiden, wie zum Beispiel die Kreuzungswinkel ($\theta$) und der Kreuzungszeit ($t$), ist dies für beide üblich. Daher, wenn für das erste Objekt der Anfangszeit des ersten Objekts ($t_1$) und der Anfangswinkel des ersten Körpers ($\theta_1$) mit die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1 ($\omega_1$) erfüllt sind:



und für das zweite Objekt der Anfangszeit des zweiten Objekts ($t_2$) und der Anfangswinkel des zweiten Körpers ($\theta_2$) mit die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 2 ($\omega_2$) erfüllt sind:



was wie folgt dargestellt wird:

ID:(15518, 0)



Modell

Übung


ID:(15422, 0)