อ่าน 3 นาที
ความถี่การหมุน
ความถี่เชิงมุมหรือที่รู้จักกันในชื่อความเร็วในการหมุนหรืออัตราการหมุน (สัญลักษณ์ν , ตัวพิมพ์เล็กกรีกnuและn ) คือความถี่ของการหมุนของวัตถุรอบแกนหน่วย SIของมันคือวินาทีผกผัน (s −1 ).
ความถี่การหมุน
| ความถี่การหมุน | |
|---|---|
ความเร็วเชิงมุมω (ในหน่วยเรเดียนต่อวินาที) มีค่ามากกว่าความถี่ในการหมุนν (ในหน่วยเฮิรตซ์ ) อยู่ 2π เท่า | |
ชื่ออื่นๆ | ความเร็วรอบ, อัตราการหมุน |
สัญลักษณ์ทั่วไป | , n |
| หน่วย SI | เฮิรตซ์ |
หน่วยอื่นๆ | รอบต่อนาที , ซีพีเอส |
| ในหน่วยฐาน SI | s −1 |
อนุพันธ์จากปริมาณอื่นๆ | ν =ω/(2π เรเดียน), n =d N /d t |
| มิติ | |
| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| กลศาสตร์คลาสสิก |
|---|
ความถี่เชิงมุมหรือที่รู้จักกันในชื่อความเร็วในการหมุนหรืออัตราการหมุน (สัญลักษณ์ν , ตัวพิมพ์เล็กกรีกnuและn ) คือความถี่ของการหมุนของวัตถุรอบแกนหน่วย SIของมันคือวินาทีผกผัน (s −1 ) หน่วยวัดทั่วไปอื่นๆได้แก่เฮิรตซ์ (Hz), รอบต่อวินาที (cps) และรอบต่อนาที (rpm) [ 1 ] [ a ] [ b ]
ความถี่การหมุนสามารถหาได้โดยการหารความถี่เชิงมุม ω ด้วยการหมุนครบหนึ่งรอบ ( 2π เรเดียน ): ν = ω/(2π เรเดียน) นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงทันทีของจำนวนรอบการหมุน N เทียบกับเวลาt ได้ : n = d N /d t (ตามระบบปริมาณสากล ) [ 4 ] เช่นเดียวกับ คาบ ปกติส่วนกลับของความถี่การหมุนคือคาบการหมุนหรือคาบของการหมุนT = ν −1 = n −1โดยมีมิติเป็นเวลา (หน่วย SI คือวินาที )
ความเร็วเชิงการหมุนคือปริมาณเวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับ ความเร็วเชิงการหมุน แบบสเกลาร์ในกรณีพิเศษของการหมุนรอบตัวเอง (รอบแกนภายในของวัตถุ) และการโคจร (รอบแกนภายนอก) ความเร็วเชิงการหมุนอาจเรียกว่าความเร็วเชิงการหมุนและความเร็วเชิงการโคจรตามลำดับ
ความเร่งเชิงหมุนคืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในการหมุน มีมิติเป็นกำลังสองส่วนกลับของเวลา และหน่วย SI เป็นกำลังสองส่วนกลับของวินาที (s⁻² )ดังนั้นจึงเป็นรูปแบบมาตรฐานของความเร่งเชิงมุมและคล้ายคลึงกับความร่าเริง
ปริมาณที่เกี่ยวข้อง
ความเร็วสัมผัส (อักษรละตินv ) ความถี่ในการหมุนและระยะทางรัศมีมีความสัมพันธ์กันตามสมการต่อไปนี้: [ 5 ]
การจัดเรียงสมการนี้ใหม่ในเชิงพีชคณิตทำให้เราสามารถหาความถี่ในการหมุนได้:
ดังนั้น ความเร็วสัมผัสจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับเมื่อทุกส่วนของระบบมี ความเร็วสัมผัส เท่ากันพร้อมกันเช่นเดียวกับล้อ จาน หรือแท่งแข็ง อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์แบบแปรผันตรงระหว่าง ความเร็วสัมผัส กับ ความเร็วสัมผัส นี้ใช้ไม่ได้กับดาวเคราะห์เพราะดาวเคราะห์มีอัตราความถี่ในการหมุนที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์การถดถอย
ความถี่เชิงมุมสามารถใช้วัดได้ เช่น ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ บางครั้ง ความเร็วในการหมุนถูกใช้เพื่อหมายถึงความถี่เชิงมุมแทนที่จะเป็นปริมาณที่กำหนดไว้ในบทความนี้ ความถี่เชิงมุมแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของมุมต่อหน่วยเวลา ซึ่งมีหน่วยเป็นเรเดียนต่อวินาทีในระบบ SI เนื่องจาก 2π เรเดียน หรือ 360 องศา เท่ากับหนึ่งรอบ เราจึงสามารถแปลงความถี่เชิงมุมเป็นความถี่เชิงมุมได้โดยใช้สูตร โดย ที่
- คือความถี่ในการหมุน โดยมีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที
- คือความถี่เชิงมุม มีหน่วยเป็นเรเดียนต่อวินาที หรือองศาต่อวินาที
ตัวอย่างเช่นมอเตอร์สเต็ปเปอร์อาจหมุนหนึ่งรอบต่อวินาทีพอดี ดังนั้นความถี่เชิงมุมจึงเท่ากับ 360 องศาต่อวินาที (360°/s) หรือ 2π เรเดียนต่อวินาที (2π rad/s) ในขณะที่ความถี่ในการหมุนเท่ากับ 60 รอบต่อนาที
ความถี่ในการหมุนนั้นไม่ควรสับสนกับความเร็วสัมผัสแม้ว่าทั้งสองแนวคิดจะมีความสัมพันธ์กันอยู่บ้างก็ตาม ลองนึกภาพม้าหมุนที่มีอัตราการหมุนคงที่ ไม่ว่าคุณจะยืนใกล้หรือไกลจากแกนหมุนแค่ไหน ความถี่ในการหมุนของคุณก็จะยังคงที่ แต่ความเร็วสัมผัสของคุณจะไม่คงที่ หากคุณยืนห่างจากแกนหมุนสองเมตร ความเร็วสัมผัสของคุณจะเป็นสองเท่าของความเร็วสัมผัสหากคุณยืนห่างจากแกนหมุนเพียงหนึ่งเมตร
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ "ความถี่การหมุน nของวัตถุที่หมุนได้ถูกกำหนดให้เป็นจำนวนรอบที่วัตถุหมุนได้ในช่วงเวลาหารด้วยช่วงเวลานั้น [4: ISO 80000-3] หน่วย SI ของปริมาณนี้จึงเป็นวินาทีผกผัน (s −1 ) อย่างไรก็ตาม ดังที่ชี้ให้เห็นในเอกสารอ้างอิง [4: ISO 80000-3] คำว่า "รอบต่อวินาที" (r/s) และ "รอบต่อนาที" (r/min) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นหน่วยสำหรับความถี่การหมุนในข้อกำหนดเกี่ยวกับเครื่องจักรที่หมุนได้" [ 2 ]
- หน่วย SI ของความถี่คือเฮิรตซ์ หน่วย SI ของความเร็วเชิงมุมและความถี่เชิงมุมคือเรเดียนต่อวินาที และหน่วย SI ของกิจกรรมคือเบคเคอเรล ซึ่งหมายถึงจำนวนครั้งต่อวินาที แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะเขียนหน่วยทั้งสามนี้ใน รูปของวินาทีผกผันได้ถูกต้อง แต่การใช้ชื่อที่แตกต่างกันเน้นให้เห็นถึงลักษณะที่แตกต่างกันของปริมาณที่เกี่ยวข้อง สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องแยกแยะความถี่ออกจากความถี่เชิงมุมอย่างระมัดระวัง เพราะตามนิยามแล้วค่าตัวเลขของทั้งสองแตกต่างกันด้วยปัจจัย [ดูรายละเอียดใน ISO 80000-3] ของ 2π การละเลยข้อเท็จจริงนี้อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด 2π โปรดทราบว่าในบางประเทศ ค่าความถี่มักจะแสดงโดยใช้ "รอบ/วินาที" หรือ "cps" แทนหน่วย SI เฮิรตซ์ แม้ว่า "รอบ" และ "cps" จะไม่ใช่หน่วยในระบบ SI ก็ตาม โปรดทราบด้วยว่าเป็นเรื่องปกติ แต่ไม่แนะนำให้ใช้คำว่าความถี่สำหรับปริมาณที่แสดงในหน่วยเรเดียนต่อวินาที ด้วยเหตุนี้ จึงแนะนำให้ใช้คำว่าความถี่สำหรับปริมาณที่แสดงในหน่วยเรเดียนต่อวินาที “ความถี่” “ความถี่เชิงมุม” และ “ความเร็วเชิงมุม” จะต้องระบุหน่วยเป็น Hz หรือ rad/s อย่างชัดเจนเสมอ ไม่ใช่ s −1 ” [ 3 ]
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความถี่การหมุน
ความถี่เชิงมุมหรือที่รู้จักกันในชื่อความเร็วในการหมุนหรืออัตราการหมุน (สัญลักษณ์ν , ตัวพิมพ์เล็กกรีกnuและn ) คือความถี่ของการหมุนของวัตถุรอบแกนหน่วย SIของมันคือวินาทีผกผัน (s −1 ).
ปริมาณที่เกี่ยวข้อง
ความเร็วสัมผัส (อักษรละติน v ) ความถี่ในการหมุนและ ระยะทางรัศมี มีความสัมพันธ์กันตามสมการต่อไปนี้: [ 5 ] วี {\displaystyle v} ν {\displaystyle \nu } ร {\displaystyle r} วี = 2 π ร ν วี = ร ω . {\displaystyle {\begin{aligned}v&=2\pi r\nu \\v&=r\omega .
การวิเคราะห์การถดถอย
ความถี่เชิงมุมสามารถใช้วัดได้ เช่น ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ บางครั้ง ความเร็วในการหมุน ถูกใช้เพื่อหมายถึง ความถี่เชิงมุม แทนที่จะเป็นปริมาณที่กำหนดไว้ในบทความนี้ ความถี่เชิงมุมแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของ มุม ต่อหน่วยเวลา ซึ่งมีหน่วยเป็น เรเดียนต่อวินาที...
ดูเพิ่มเติม
ความเร็วเชิงมุม ความเร็วเชิงรัศมี ระยะเวลาการหมุนเวียน สเปกตรัมการหมุน มาตรวัดรอบ