转速

物体在单位时间内绕轴旋转的次数

转(ㄓㄨㄢˇ)速(Rotational speed)也称为转动频率(rotational speed),符号会用ν(小写希腊字母) 或是n,是物体在单位时间内绕轴旋转的次数,其国际单位制时间倒数英语reciprocal second(s−1),其他常用计量单位包括赫兹(Hz)、cycles per second英语cycles per second(cps)及每分钟转速(rpm)[1],每秒转速(rev/s)等。

图中左方的是可量测转速的转速表,最大转速可以到7000RPM

可以用角频率ω除以2π弧度得到转速(单位为Hz): ν=ω/(2π rad)

转速也可以表示为转动圈数N对时间t瞬时变化率n=dN/dt(这也是国际物理量系统英语International System of Quantities的定义)[2]。转动频率有一点和一般的频率类似,转动频率的倒数也是转动周期T=ν−1=n−1,国际单位制单位是

转动速度本身为向量,其大小即为标量的转速。在特殊自旋(绕着物体内的固定轴旋转)或是绕外部固定轴旋转(revolution )的情形,转速也会称为自旋转速或是revolution speed。

转动加速度是转动速度的变化率,其因次是时间的倒数平方,国际单位制单位是秒倒数平方(s−2),可以由角加速度计算而来,而且和啁啾(chirpyness)有关。

例如一个步进马达在一秒恰好转一圈,其转速为1Hz,或是60RPM。

相关物理量

切线速度英语Tangential speed  (拉丁字母v),转速 以及径向距离  之间的关系如下[3] 

若重新整理方程,可以求解转速:  

切线速度和 成正比,因此像是轮子、圆盘之类的刚体系统,各部分的切线速度不一定相同,但整个系统的转速都相同。但  之间的正比关系在行星里不成立,因为行星各部分的转速不同。

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参考资料

  1. ^ Atkins, Tony; Escudier, Marcel. A Dictionary of Mechanical Engineering. Oxford University Press. 2013. ISBN 9780199587438. 
  2. ^ ISO 80000-3:2019 Quantities and units — Part 3: Space and time 2. International Organization for Standardization. 2019 [2019-10-23].  [1] (11 pages)
  3. ^ Rotational Quantities.