角加速度
编辑在物理学中,角加速度是指角速度的时间变化率。 既然角速度有两种,即自旋角速度和轨道角速度,那么角加速度自然也有两种,分别称为自旋角加速度和轨道角加速度。 自旋角加速度是指刚体绕其旋转中心的角加速度,轨道角加速度是指点质点绕固定原点的角加速度。
角加速度以每单位时间平方的角度为单位进行测量(在 SI 单位中是弧度每平方秒),通常用符号 alpha (α) 表示。 在二维中,角加速度是伪标量,如果角速度逆时针增大或顺时针减小,则其符号取正值,如果角速度顺时针增大或逆时针减小,则取负值。 在三维空间中,角加速度是一个伪矢量。
对于刚体,角加速度必须由净外部扭矩引起。 然而,对于非刚体而言,情况并非如此:例如,花样滑冰运动员可以通过向内收缩手臂和腿来加速她的旋转(从而获得角加速度),这不涉及外部扭矩。
点粒子的轨道角加速度
编辑二维粒子
在二维空间中,轨道角加速度是粒子关于原点的二维轨道角速度变化的速率。
其中 r {displaystyle r} 是到原点的距离,v ⊥ {displaystyle v_{perp }} 是瞬时速度的交叉径向分量(即垂直于位置向量的分量),它 按照惯例,逆时针运动为正,顺时针运动为负。
使用微积分的乘积规则扩展右侧,
在粒子围绕原点做圆周运动的特殊情况下,在二维中,角加速度是一个带有正负号的数字,表示方向,但不指向一个方向。 如果角速度沿逆时针方向增大或沿顺时针方向减小,则符号通常取正,如果角速度沿顺时针方向增大或沿逆时针方向减小,则符号取负。
角度加速度然后可以称为伪标量,在奇偶校验反转下改变符号的数值量,例如反转一个轴或切换两个轴。
三维粒子
在三维空间中,轨道角加速度是三维轨道角速度矢量随时间变化的速率。
使用叉积的乘积规则和普通商规则展开这个导数
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