Utilizador:


Interceptar em velocidade angular constante

Storyboard

Os objetos podem se interceptar quando coincidem em ângulo em um mesmo momento. Para alcançar isso, eles devem se deslocar a partir de seus respectivos ângulos iniciais com velocidades angulares que lhes permitam coincidir em ângulo e tempo no final da viagem.

>Modelo

ID:(1450, 0)



Interceptar em velocidade angular constante

Storyboard

Os objetos podem se interceptar quando coincidem em ângulo em um mesmo momento. Para alcançar isso, eles devem se deslocar a partir de seus respectivos ângulos iniciais com velocidades angulares que lhes permitam coincidir em ângulo e tempo no final da viagem.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\theta$
theta
Ângulo de intersecção
rad
$\theta_1$
theta_1
Ângulo inicial do primeiro corpo
rad
$\theta_2$
theta_2
Ângulo inicial do segundo corpo
rad
$\Delta\theta_1$
Dtheta_1
Ângulo percorrido pelo primeiro corpo
rad
$\Delta\theta_2$
Dtheta_2
Ângulo percorrido pelo segundo corpo
rad
$\Delta\theta$
Dtheta
Diferença de ângulos
rad
$r$
r
Rádio
m
$t$
t
Tempo de interseção
s
$\Delta t_1$
Dt_1
Tempo de percurso do primeiro objeto
s
$\Delta t_2$
Dt_2
Tempo de percurso do segundo objeto
s
$t_1$
t_1
Tempo inicial do primeiro objeto
s
$t_2$
t_2
Tempo inicial do segundo objeto
s
$\omega_1$
omega_1
Velocidade angular do corpo 1
rad/s
$\omega_2$
omega_2
Velocidade angular do corpo 2
rad/s
$v_1$
v_1
Velocidade do primeiro objeto antes da colisão
m/s
$v_2$
v_2
Velocidade do segundo objeto antes da colisão
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

No caso em que la velocidade angular inicial ($\omega_0$) igual a la velocidade angular média ($\bar{\omega}$),

equation=15431

Portanto, com la diferença de ângulos ($\Delta\theta$), que igual a o ângulo ($\theta$) dividido por o ângulo inicial ($\theta_0$), obtemos:

equation=3680

E com o tempo decorrido ($\Delta t$), que igual a o tempo ($t$) dividido por o tempo inicial ($t_0$), obtemos:

equation=4353

Podemos reescrever a equa o para la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) como:

equation=3679

Isso pode ser expresso como:

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



Ao resolver, obtemos:

equation

No caso em que la velocidade angular inicial ($\omega_0$) igual a la velocidade angular média ($\bar{\omega}$),

equation=15431

Portanto, com la diferença de ângulos ($\Delta\theta$), que igual a o ângulo ($\theta$) dividido por o ângulo inicial ($\theta_0$), obtemos:

equation=3680

E com o tempo decorrido ($\Delta t$), que igual a o tempo ($t$) dividido por o tempo inicial ($t_0$), obtemos:

equation=4353

Podemos reescrever a equa o para la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) como:

equation=3679

Isso pode ser expresso como:

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



Ao resolver, obtemos:

equation

Como la velocidade média ($\bar{v}$) com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o tempo decorrido ($\Delta t$), igual a

equation=3152

e com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) expresso como arco de um c rculo, e o rádio ($r$) e la variação de ângulo ($\Delta\theta$) s o

equation=5302

e a defini o de la velocidade angular média ($\bar{\omega}$)

equation=3679

ent o,

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



Como a rela o geral, pode ser aplicada para valores instant neos, resultando em

equation

Como la velocidade média ($\bar{v}$) com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o tempo decorrido ($\Delta t$), igual a

equation=3152

e com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) expresso como arco de um c rculo, e o rádio ($r$) e la variação de ângulo ($\Delta\theta$) s o

equation=5302

e a defini o de la velocidade angular média ($\bar{\omega}$)

equation=3679

ent o,

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



Como a rela o geral, pode ser aplicada para valores instant neos, resultando em

equation

A defini o de la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) considerada como la variação de ângulo ($\Delta\theta$),

equation=3680

e o tempo decorrido ($\Delta t$),

equation=4353

A rela o entre ambos definida como la velocidade angular média ($\bar{\omega}$):

equation

A defini o de la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) considerada como la variação de ângulo ($\Delta\theta$),

equation=3680

e o tempo decorrido ($\Delta t$),

equation=4353

A rela o entre ambos definida como la velocidade angular média ($\bar{\omega}$):

equation


Exemplos


mechanisms

No caso de uma interse o, trata-se de dois corpos que se movem de tal forma que se encontrar o em ERROR:10307,0 no tempo um tempo de interseção ($t$).

Para alcan ar isso, cada corpo:

• Come a seu deslocamento em o tempo inicial do primeiro objeto ($t_1$) em o ângulo inicial do primeiro corpo ($\theta_1$) com uma velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$).
• Come a seu deslocamento em o tempo inicial do segundo objeto ($t_2$) em o ângulo inicial do segundo corpo ($\theta_2$) com uma velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$).

Essas condi es devem ser cumpridas para alcan ar a interse o.

Com isso, os diagramas de ngulo-tempo podem ser sobrepostos como mostrado na seguinte representa o:

image

No caso de uma interse o ou colis o entre dois objetos, comum que la velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$) e la velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$) precisem ser configurados de forma que coincidam.

Isso significa que o ângulo percorrido pelo primeiro corpo ($\Delta\theta_1$) e la tempo de percurso do primeiro objeto ($\Delta t_1$) devem resultar em uma velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$),

equation=3679,1

de modo que com o ângulo percorrido pelo segundo corpo ($\Delta\theta_2$) e la tempo de percurso do segundo objeto ($\Delta t_2$) obtemos uma velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$),

equation=3679,2

para que finalmente coincidam em tempo e espa o (posi o):

image

No caso de um movimento em que dois objetos se interceptam, como la ângulo de intersecção ($\theta$) e o tempo de interseção ($t$), comum para ambos. Portanto, se para o primeiro objeto o tempo inicial do primeiro objeto ($t_1$) e o ângulo inicial do primeiro corpo ($\theta_1$) com la velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$) forem atendidos:

equation=1023,1

e para o segundo objeto o tempo inicial do segundo objeto ($t_2$) e o ângulo inicial do segundo corpo ($\theta_2$) com la velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$) forem atendidos:

equation=1023,2

que representado como:

image


model

Para descrever a rota o de um objeto, precisamos determinar la variação de ângulo ($\Delta\theta$). Isso feito subtraindo o ângulo inicial ($\theta_0$) do valor alcan ado pelo objeto durante sua rota o, que o ângulo ($\theta$):

kyon

Para descrever a rota o de um objeto, precisamos determinar la variação de ângulo ($\Delta\theta$). Isso feito subtraindo o ângulo inicial ($\theta_0$) do valor alcan ado pelo objeto durante sua rota o, que o ângulo ($\theta$):

kyon

Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A dura o determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

kyon

Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A dura o determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

kyon

No caso em que a velocidade angular constante, la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) coincide com o valor de la velocidade angular inicial ($\omega_0$), ent o

equation=15431

Nesse cen rio, podemos calcular o ngulo percorrido em fun o do tempo lembrando que ele est associado diferen a entre os ngulos atual e inicial, bem como o tempo atual e o inicial. Portanto, o ângulo ($\theta$) igual a o ângulo inicial ($\theta_0$), la velocidade angular inicial ($\omega_0$), o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$) conforme mostrado abaixo:

kyon

A equa o representa uma reta no espa o ngulo-tempo.

No caso em que a velocidade angular constante, la velocidade angular média ($\bar{\omega}$) coincide com o valor de la velocidade angular inicial ($\omega_0$), ent o

equation=15431

Nesse cen rio, podemos calcular o ngulo percorrido em fun o do tempo lembrando que ele est associado diferen a entre os ngulos atual e inicial, bem como o tempo atual e o inicial. Portanto, o ângulo ($\theta$) igual a o ângulo inicial ($\theta_0$), la velocidade angular inicial ($\omega_0$), o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$) conforme mostrado abaixo:

kyon

A equa o representa uma reta no espa o ngulo-tempo.

Para estimar o deslocamento de um objeto, necess rio conhecer sua la velocidade angular ($\omega$) em fun o de o tempo ($t$). Portanto, introduz-se a la velocidade angular média ($\bar{\omega}$), definida como a propor o entre la variação de ângulo ($\Delta\theta$) e o tempo decorrido ($\Delta t$).

Para medir isso, pode-se utilizar um sistema como o mostrado na imagem:

image

Para determinar a velocidade angular m dia, um elemento refletor colocado no eixo ou em um disco com v rios elementos refletores, e o movimento registrado para estimar o comprimento do arco $\Delta s$ e o ngulo associado ao raio $r$. Em seguida, a diferen a de tempo quando a marca passa diante do sensor registrada como $\Delta t$. A velocidade angular m dia determinada dividindo-se o ngulo percorrido pelo tempo decorrido.



A equa o que descreve a velocidade angular m dia :

kyon

Deve-se notar que a velocidade m dia uma estimativa da velocidade angular real. O principal problema que:

Se a velocidade angular varia durante o tempo decorrido, o valor da velocidade angular m dia pode ser muito diferente da velocidade angular m dia.



Portanto, a chave :

Determinar a velocidade em um tempo decorrido suficientemente curto para minimizar sua varia o.

Para estimar o deslocamento de um objeto, necess rio conhecer sua la velocidade angular ($\omega$) em fun o de o tempo ($t$). Portanto, introduz-se a la velocidade angular média ($\bar{\omega}$), definida como a propor o entre la variação de ângulo ($\Delta\theta$) e o tempo decorrido ($\Delta t$).

Para medir isso, pode-se utilizar um sistema como o mostrado na imagem:

image

Para determinar a velocidade angular m dia, um elemento refletor colocado no eixo ou em um disco com v rios elementos refletores, e o movimento registrado para estimar o comprimento do arco $\Delta s$ e o ngulo associado ao raio $r$. Em seguida, a diferen a de tempo quando a marca passa diante do sensor registrada como $\Delta t$. A velocidade angular m dia determinada dividindo-se o ngulo percorrido pelo tempo decorrido.



A equa o que descreve a velocidade angular m dia :

kyon

Deve-se notar que a velocidade m dia uma estimativa da velocidade angular real. O principal problema que:

Se a velocidade angular varia durante o tempo decorrido, o valor da velocidade angular m dia pode ser muito diferente da velocidade angular m dia.



Portanto, a chave :

Determinar a velocidade em um tempo decorrido suficientemente curto para minimizar sua varia o.

Se dividirmos a rela o entre la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o rádio ($r$) por la variação de ângulo ($\Delta\theta$),

equation=5302

e ent o dividirmos isso por o tempo decorrido ($\Delta t$), obtemos a rela o que nos permite calcular la velocidade ($v$) ao longo da rbita, conhecida como velocidade tangencial, que est associada a la velocidade angular ($\omega$):

kyon

Se dividirmos a rela o entre la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o rádio ($r$) por la variação de ângulo ($\Delta\theta$),

equation=5302

e ent o dividirmos isso por o tempo decorrido ($\Delta t$), obtemos a rela o que nos permite calcular la velocidade ($v$) ao longo da rbita, conhecida como velocidade tangencial, que est associada a la velocidade angular ($\omega$):

kyon


>Modelo

ID:(1450, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15411, 0)



Conceito de interceptação

Imagem

No caso de uma interseção, trata-se de dois corpos que se movem de tal forma que se encontrarão em ERROR:10307,0 no tempo um tempo de interseção ($t$).

Para alcançar isso, cada corpo:

• Começa seu deslocamento em o tempo inicial do primeiro objeto ($t_1$) em o ângulo inicial do primeiro corpo ($\theta_1$) com uma velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$).
• Começa seu deslocamento em o tempo inicial do segundo objeto ($t_2$) em o ângulo inicial do segundo corpo ($\theta_2$) com uma velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$).

Essas condições devem ser cumpridas para alcançar a interseção.

Com isso, os diagramas de ângulo-tempo podem ser sobrepostos como mostrado na seguinte representação:

ID:(15517, 0)



Ângulos e durações de viagem

Nota

No caso de uma interseção ou colisão entre dois objetos, é comum que la velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$) e la velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$) precisem ser configurados de forma que coincidam.

Isso significa que o ângulo percorrido pelo primeiro corpo ($\Delta\theta_1$) e la tempo de percurso do primeiro objeto ($\Delta t_1$) devem resultar em uma velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$),



de modo que com o ângulo percorrido pelo segundo corpo ($\Delta\theta_2$) e la tempo de percurso do segundo objeto ($\Delta t_2$) obtemos uma velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$),



para que finalmente coincidam em tempo e espaço (posição):

ID:(15516, 0)



Ângulo e tempo de interceptação

Citar

No caso de um movimento em que dois objetos se interceptam, como la ângulo de intersecção ($\theta$) e o tempo de interseção ($t$), é comum para ambos. Portanto, se para o primeiro objeto o tempo inicial do primeiro objeto ($t_1$) e o ângulo inicial do primeiro corpo ($\theta_1$) com la velocidade angular do corpo 1 ($\omega_1$) forem atendidos:



e para o segundo objeto o tempo inicial do segundo objeto ($t_2$) e o ângulo inicial do segundo corpo ($\theta_2$) com la velocidade angular do corpo 2 ($\omega_2$) forem atendidos:



que é representado como:

ID:(15518, 0)



Modelo

Exercício


ID:(15422, 0)