从匀速直线运动的规律可知,物体通过相等的时间内,其位移的变化量是相等的,而且速度的大小和方向都不改变。将这一理论推广到匀速圆周运动中时,其表述可以为:质点通过相等的时间内,其经过圆弧的变化量也是相等的。用数学公式表达为:S=V×T,其中S为圆弧,V为质点的线速度,其方向在圆弧的切线方向,T为时间。那么,什么质点呢?
在研究物体曲线运动的过程中,通常将物体作为质点。质点指的是一个有质量的点,只有物体的体积和大小不考虑的情况下,物体才能作为质点。根据质点的定义,我们知道,如果一个圆盘在绕着一个中心轴做匀速圆周运动时,其在同一条直线上的质点的速度大小相等吗?
在同一条直线(或同一半径线)上的质点,在相同的时间内,它们扫过的圆弧是不相等的,根据速度V=S/T可得,圆盘周围上的质点的线速度肯定大于圆盘内质点的线速度。因此,在同有半径线上的质点的线速度是不相等的,但是每个质点都在做匀速圆周运动。
但是,在圆盘上,同一半径上的质点的角速度却是相等的。这是因为角速度只与半径在单位时间内扫过的角度有关,跟半径的长度无关。角速度的数学公式为:ω=φ/T。式中ω为质点的角速度,φ为半径扫过的弧度,T为时间。因此,做圆周运动的物体,其角速度与线速度是可以进行巧妙的转化的。