home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Trigonometry / ProOneSoftware-Trigonometry-Win31.iso / trig / chapter0.6r < prev    next >
Text File  |  1995-04-09  |  7KB  |  253 lines

  1.  251 
  2. à 0.6ïLinear and Angular Velocity
  3. äïPlease answer the following questions about arc length,
  4. êêlinear velocity, and angular velocity.
  5. âèA wagon wheel of radius 2 feet is turning at an angular ve-
  6. locity of 100 radians per minute.ïFind the linear speed of the wagon
  7. in miles per hour.ïAlso find 1/4 of the circumference of the wheel.
  8. êêêè 100ë60 minë1 mi
  9. # vï=ïr∙wï=è(2 ft)∙ ────── ∙ ────── ∙ ────────è≈è2.27 mi/hr
  10. êêêè1 minë1 hrè 5,280 ft
  11. êêèsï=ïr∙Θï=ï(2 ft)∙(π/2)ï≈ï3.14 ft
  12. éS
  13. êêêèImagine an angle with a stationary initial
  14. @fig0601.bmp,15,25
  15. êêê side, but with a terminal side that is opening up
  16. êêê at a uniform rate of speed.ïAs this angle opens
  17. êêê up, the point, P(x, y), on the circle moves a-
  18. êêê round the rim of the circle at a uniform linear
  19. êêê velocity.ïThe arc length cut off by the angle
  20. êêê increases at a uniform rate, and the radius re-
  21. mains constant.ïLet "w" represent the angular velocity, "v" represent
  22. the linear velocity of the point, "s" represent the arc length, and "Θ"
  23. represent the angle in radian measure.ïWe know from the definition of
  24. radian measure that Θ = s/r.ïOn solving for "s", we have s = r∙Θ.ïThe
  25. linear speed of the point on the rim is the distance the point moves
  26. divided by the time that has ellapsed.
  27. êêêèsêr∙ΘêèΘ
  28. #êêïvè=è─è=è───è=èr∙──è=èr ∙ w
  29. êêêètê têè t
  30. Notice that "s" was replaced with "r∙Θ", and "Θ/t" was replaced with
  31. "w".ïThis gives us the relationship between the linear velocity of the
  32. point on the rim and the angular velocity, "w".ïThus, vï=ïr ∙ w.ïIt
  33. is important to note that when using either this formula for linear ve-
  34. locity or the formula for arc length, that Θ and w must be in radian
  35. measure.ïIf the given information is in degrees or revolutions, then
  36. you should change it to radian measure first.ïLater, we will graph
  37. expressions such as y = sin(wt) where "w" is the angular velocity.
  38. è In the example, the wagon wheel of radius 2 feet is turning at an
  39. angular velocity of 100 radians per minute.
  40. êêêêêê 100ê 200 ft
  41. #êë vè=èr ∙ wè=è(2 ft) ∙ ─────è=è──────
  42. êêêêêê1 minê 1 min
  43. This linear speed in feet per minute is converted to miles per hour by
  44. multiplying by the appropriate factors.
  45. êêë 200 ftè60 minë1 mi
  46. #êëvè=è────── ∙ ────── ∙ ────────è≈è2.27 mi/hr
  47. êêê1 minè 1 hrè 5,280 ft
  48. Also, the length of 1/4 of the circumference can be found by using the
  49. formula for arc length.ïThe radius is known to be 2 feet, and the an-
  50. gle that subtends 1/4 of the circle is π/2.ïThus, s = (2 ft)∙(π/2) ≈
  51. 3.14 ft.
  52.  1ïIf Θ = 3 radians is a central angle on a circle of radius
  53. 3 feet, what is the arc length, "s", cut off or subtended by this angle?
  54.  
  55. êêëA)ï1.5 feetêè B)ï5.5 feet
  56.  
  57. êêëC)ï7.5 feetêè D)ïå
  58.  
  59. üêêUse the formula for arc length.
  60.  
  61. êêêêèsï=ïr ∙ Θ
  62.  
  63. êêêïsï=ï(2.5 ft) ∙ (3 radians)
  64.  
  65. êêêêïsï=ï7.5 ft
  66. Ç C
  67.  2ïIf Θ is a central angle on a circle of radius 6 inches and
  68. Θ subtends an arc of length 14 inches, find "Θ".
  69.  
  70. êêèA)ï2.33 radiansêB)ï4π radians
  71.  
  72. êêèC)ïπ/4 radiansê D)ïå
  73.  
  74. üêêUse the formula for arc length.
  75.  
  76. êêêêèsï=ïr ∙ Θ
  77.  
  78. êêêë14 inï=ï(6 in) ∙ Θ
  79.  
  80. êêêïΘï=ï14/6ï≈ï2.33 radians
  81. Ç A
  82.  3ïIf Θ = π/6 is a central angle on a circle and Θ subtends an
  83. arc of length 23 centimeters, find the radius of the circle.
  84.  
  85. êêèA)ï12.1 cmêëB)ï29.28 cm
  86.  
  87. êêèC)ï18.6 cmêëD)ïå
  88.  
  89. üêêUse the formula for arc length.
  90.  
  91. êêêêèsï=ïr ∙ Θ
  92.  
  93. êêêë23 cmï=ïr ∙ (π/4)
  94.  
  95. êêêïrï=ï(23 cm) ∙ (4/π)ï≈ï29.28 cm
  96. Ç B
  97. # 4ïIf Θ = 30ò is a central angle on a circle of radius 14 yards,
  98. find the lenth of the arc subtended by this angle.
  99.  
  100. êêèA)ï7.33 ydêëB)ï12.4 yd
  101.  
  102. êêèC)ï27.1 ydêëD)ïå
  103.  
  104. üèUse the formula for arc length, but change the angle from de-
  105. êïgree measure to radian measure.
  106. êêêêèsï=ïr ∙ Θ
  107. êêêêêêë π
  108. #êêêïsï=ï(14 yd) ∙ (30°) ∙ ────
  109. êêêêêêë180°
  110. êêêë rï≈ï7.33 yards
  111. Ç A
  112.  5ïFind the length of the arc on the earths surface if it is
  113. #subtended by an angle of 7ò and the radius of the earth is 3,960 mi.
  114.  
  115. êêëA)ï423.6 milesê B)ï86.7 miles
  116.  
  117. êêëC)ï483.8 milesê D)ïå
  118.  
  119. üïUse the formula for arc length, but change the angle from de-
  120. gree measure to radian measure.
  121. êêêê sè=èr ∙ Θ
  122. êêêêêêêèπ
  123. #êêêïsè=è(3,960 mi) ∙ (7ò) ∙ ────
  124. #êêêêêêêï180ò
  125. êêêë sè≈è483.8 miles
  126. Ç C
  127.  6ïIf a shaft is turning at 300 revolutions per minute, what
  128. is the angular velocity in radians per minute?
  129.  
  130. êêë A)ï200/minêëB)ï600π/min
  131.  
  132. êêë C)ï150π/minêè D)ïå
  133.  
  134. üïJust convert the angular velocity from revolutions per minute
  135. ê to radians per minute.
  136. êêê300 revè 2π
  137. #êë wè=è─────── ∙ ─────è=è600π radians/min
  138. êêê 1 minè 1 rev
  139. Ç B
  140.  7ïA pulley of diameter 12 inches is turning at 40 revolutions
  141. per minute, find the speed of a point on the rim in feet per second.
  142.  
  143. êêè A)ï186 ft/secêèB)ï23.6 ft/sec
  144.  
  145. êêè C)ï2.094 ft/secê D)ïå
  146.  
  147. üïUse the formula for linear velocity, but change the angular
  148. ê velocity to radians per second.ïThe radius is .5 ft.
  149.  
  150. êêêêïvï=ïr ∙ w
  151.  
  152. êêêè 40 revè 2πë 1 min
  153. #êïvï=ï(.5 ft) ∙ ────── ∙ ───── ∙ ──────ï=ï2.094 ft/sec
  154. êêêë1 minè1 revè60 sec
  155. Ç C
  156.  8ïA cart has wheels that are 4 feet in diameter and is tra-
  157. veling at 5 miles per hour.ïHow many revolutions per minute are the
  158. wheels turning?
  159. êêèA)ï7.5 rev/minêïB)ï35 rev/min
  160.  
  161. êêèC)ï26.2 rev/minê D)ïå
  162.  
  163. üïUse the formula for linear velocity, but change the units for
  164. linear velocity from miles per hour to feet per minute.ïSolve for "w"
  165. in radians per min and then change ç units to revolutions per
  166. minute.êêê vï=ïr ∙ w
  167.  
  168. êêè 1 hrè 5,280 ftè5 mi
  169. #êêè────── ∙ ──────── ∙ ────ï=ï(2 ft) ∙ w
  170. êêè60 minë1 mië1 hr
  171.  
  172. êêê 440 ft/minï=ï(2 ft) ∙ w
  173. êêêë220/minï=ïw
  174. êêêï1 revè 220
  175. #êêwè=è ───── ∙ ─────è≈è35 rev/min
  176. êêêè 2πè 1 min
  177. Ç B
  178.  9ïA satellite circles the earth four times a day at a radius of
  179. 6000 miles.ïHow many miles per hour is it moving?
  180.  
  181. êêèA)ï6,283.2 mi/hrë B)ï7,800 mi/hr
  182.  
  183. êêèC)ï4,836 mi/hrê D)ïå
  184.  
  185. ü
  186. êêêë vï=ïr ∙ w
  187.  
  188. êêêë4 revè 2πë1 day
  189. #ê vï=ï(6000 mi) ∙ ───── ∙ ───── ∙ ──────ï≈ï6,283.2 mi/hr
  190. êêêë1 dayè1 revè 24 hr
  191.  
  192. Ç A
  193.  10ïA pulley with radius 1 inch is turning at 500 revolutions
  194. per minute.ïIt is attached by belt to a pulley with radius 6 inches.
  195. What is the angular velocity of the second pulley in rev/min?
  196. êêè A)ï27.9 rev/minê B)ï264 rev/min
  197.  
  198. êêè C)ï83.3 rev/minê D)ïå
  199.  
  200. üèFirst find the linear velocity of a point on the rim of the
  201. small pulley.êêè 500 revè 2π
  202. #ë vï=ïr ∙ wï=ï(1 in) ∙ ─────── ∙ ─────è=è1000π in/min
  203. êêêêè 1 minè 1 rev
  204. Assuming that the belt is not slipping, a point on the rim of the
  205. second pulley is also traveling this fast.ïThe angular velocity of
  206. of this pulley can now be found.
  207. êêêê vï=ïr ∙ w
  208.  
  209. êë1 revè1000π in
  210. #êë───── ∙ ────────è=è(6 in) ∙ w
  211. êë 2πê1 min
  212.  
  213. êêê wè=è83.3 rev/min
  214. Ç C
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.