Калькулятор угловой скорости

Рассчитайте скорость вращения по угловому перемещению, линейной скорости, частоте или периоду.

Расчёт вращательного движения
Выберите известную зависимость и введите измеренные величины.

Об угловой скорости

Угловая скорость показывает, насколько быстро вращается объект, и характеризует скорость изменения его углового положения. Стандартная единица СИ — радиан в секунду. В отличие от линейной скорости, описывающей расстояние вдоль траектории за секунду, угловая скорость одинакова для всех точек вращающегося твёрдого тела. Точки дальше от оси движутся быстрее в линейном смысле, но за один и тот же промежуток времени все точки поворачиваются на одинаковый угол. Угловую скорость можно определить по нескольким равнозначным зависимостям. Деление углового перемещения в радианах на прошедшее время даёт среднюю угловую скорость. Если известны касательная линейная скорость и радиус, угловая скорость равна их отношению. При периодическом вращении с частотой f она равна 2 pi, умноженным на f, а при известном периоде T — 2 pi, делённым на T. Калькулятор поддерживает все четыре метода и переводит итог в обороты в минуту для удобного сравнения. В методе по перемещению введённые углы перед делением переводятся из градусов в радианы. Полный оборот равен 360 градусам или 2 pi радианам. Поэтому объект, совершающий оборот за две секунды, вращается со скоростью pi радиан в секунду и 30 оборотов в минуту. Частота в герцах показывает число полных циклов за секунду, поэтому один герц соответствует 2 pi радианам в секунду и 60 rpm. Эти преобразования точны, за исключением округления при отображении. В строгой механике угловая скорость является вектором. Его модуль — показанная здесь скорость вращения, а направление задаётся вдоль оси вращения по правилу правой руки. Отрицательный знак может обозначать противоположное вращение, но для простых расчётов калькулятор принимает только положительные модули. Если скорость меняется со временем, результат по перемещению и времени является средним, а не мгновенным значением. Применения включают двигатели, колёса, турбины, шестерни, лабораторные центрифуги, орбитальное движение и вращающиеся механизмы. Используйте единицы, указанные рядом с полями, и выбирайте зависимость, соответствующую известным величинам. В реальных механизмах возможны проскальзывание, изменение радиуса, передаточные отношения и ускорение, поэтому убедитесь, что входные данные относятся к одному вращающемуся элементу и одному интервалу времени. Для оборудования, критичного с точки зрения безопасности, проверяйте ограничения вращения калиброванными датчиками и по данным производителя, а не только теоретическим пересчётом.

Примеры угловой скорости

Типичные вращательные движения в радианах в секунду и rpm.

Известные величиныУгловая скоростьКонтекст
360 градусов за 2 секунды3.141593 rad/s, 30 rpmОдин оборот за две секунды
Линейная скорость 10 m/s, радиус 2 m5 rad/s, 47.746 rpmТочка на колесе
Частота 50 Hz314.159265 rad/s, 3000 rpmСинхронная частота вращения

Как рассчитать угловую скорость

  1. Выберите метод, соответствующий известным параметрам вращения.
  2. Введите положительные значения в единицах, указанных рядом с полями.
  3. Рассчитайте угловую скорость и прочитайте результаты в радианах в секунду и rpm.
  4. Убедитесь, что все измерения относятся к одной оси и одному интервалу времени.

Вопросы об угловой скорости

Какова единица СИ для угловой скорости?

Единица СИ — радиан в секунду, обозначаемый rad/s. Математически радианы безразмерны, но обозначение уточняет угловую природу величины.

Как перевести угловую скорость в rpm?

Умножьте радианы в секунду на 60 и разделите на 2 pi. Калькулятор выполняет этот пересчёт автоматически.

Одинакова ли угловая скорость во всех точках колеса?

Все точки жёсткого колеса имеют одинаковую угловую скорость. Касательная линейная скорость растёт с расстоянием от оси.

Может ли угловая скорость быть отрицательной?

Да, знак может указывать направление относительно выбранной оси. Для обычных задач пересчёта калькулятор выводит положительный модуль скорости.

Чем частота отличается от угловой скорости?

Частота считает полные циклы в секунду, а угловая скорость измеряет угол в радианах, пройденный за секунду. Умножение частоты на 2 pi переводит герцы в радианы в секунду.