Embedded Files
Криволінійним називають рух матеріальної точки вздовж певної криволінійної траєкторії. Прикладами криволінійних рухів тіл є: рух планет і комет орбітами навколо Сонця, рух снаряда після його вилітання зі ствола гармати, рух різних транспортних засобів на поворотах тощо.
Найпростішим із криволінійних рухів є так званий рівномірний рух матеріальної точки по колу. Навіть у випадку довільного криволінійного руху тіла можна вважати, що його траєкторія складається з дуг кіл із різними радіусами R1, R2, R3 і т.д.
Рівномірний рух матеріальної точки по колу — це такий криволінійний рух, у ході якого точка, рухаючись коловою траєкторією, за будь-які рівні інтервали часу проходить однаковий шлях.
Рух планет у Сонячній системі
Рух штучного супутника Землі
Радіус R, проведений з центра кола до матеріальної точки за час ∆t=t2 − t1 описав кут ∆φ =φ2 −φ1, що його називають кутовим переміщенням.
Кутове переміщення тіла у системі одиниць СI виражають у радіанах. Радіан – це центральний кут між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу. Його скорочене позначення – 1 рад. Нагадаємо, що кут 3600 складає 2πрад.
Кутовою швидкістю називають фізичну величину, яка визначається відношенням кутового переміщення ∆φ до інтервалу часу ∆t, впродовж якого це переміщення відбулося:
Кутова швидкість вимірюється у радіанах за секунду (рад/с). 1 рад/с дорівнює кутовій швидкості такого рівномірного руху по колу, під час якого за 1 секунду тіло здійснює кутове переміщення в 1 радіан.
Рух, під час якого матеріальна точка рухається по колу з незмінною кутовою швидкістю, називають рівномірним рухом по колу.
Рівномірний рух по колу — це періодичний рух, тобто рух, який повторюється через певні рівні інтервали часу. Наприклад, кінчик секундної стрілки годинника, рухаючись рівномірно вздовж циферблата, повторює свій рух через кожні 60 с
Будь-який періодичний рух характеризується такими фізичними величинами, як період і частота. У разі рівномірного руху по колу говорять про період обертання та обертову частоту.
Період обертання — це фізична величина, яка дорівнює часу, за який матеріальна точка, що рівномірно рухається по колу, здійснює один оберт.
Період обертання позначають символом T. Одиниця періоду обертання в СI — секунда.
Зазначаючи технічні характеристики пристроїв, використовують не період обертання, а обертову частоту.
Обертова частота — це фізична величина, яка дорівнює кількості обертів за одиницю часу.
З наведених вище формул можна зробити висновок, що період і частота є взаємно оберненими величинами:
Кутова швидкість:
Лінійна швидкість тіла, що рівномірно рухається по колу, залишаючись незмінною (сталою) за модулем, неперервно змінюється за напрямом і в будь-якій точці спрямована по дотичній до траєкторії.
Взаємозв'язок лінійної та кутової швидкостей
Вектор прискорення напрямлений до центра кола – саме тому прискорення рівномірного руху тіла по колу називають доцентровим прискоренням.
Модуль доцентрового прискорення обчислюють за формулами:
Доцентрове прискорення – прискорення при рівномірному русі матеріальної точки по колу, яке показує не зміну модуля швидкості (як при прямолінійному русі), а зміну напрямку швидкості.
Перевір себе
Перевір себе
Поясніть
1. Вам доводилось бачити, як під час руху велосипеда верхні спиці колеса здаються злитими, у той час як нижні чітко видно по одній. Поясніть, чому так відбувається.
2. За якими ознаками відрізняються нерівномірний прямолінійний рух і рівномірний рух по колу?
Дайте відповідь
1. Чому дорівнює період обертання годинної стрілки; хвилинної; секундної?
2. Який приблизно період обертання Землі навколо Сонця?
3. Період обертання збільшився в 3 рази. Як змінилась обертова частота?
4. У скільки разів обертова частота хвилинної стрілки годинника більша, ніж частота годинної стрілки?
5. Під час запису інформації компакт-диск здійснює один оберт за 0,01 с. Визначте обертову частоту компакт-диска.
6. Чому дорівнює шлях, пройдений кінцем хвилинної стрілки будильника за 20 хв, якщо її довжина 2,4 см?
7. Колесо здійснило 50 обертів за 5 с. Визначте його період і частоту обертання.
8. За 18 секунд колесо автомобіля здійснило 24 оберти. Визначте період обертання точки на ободі колеса.
9. Якою є обертова частота точок патрона електродриля, якщо за хвилину патрон здійснює 900 обертів?
10. Уявіть, що на лопать вимкненого вентилятора наклеїли маленьку наліпку зі смайликом. З якою частотою буде обертатися смайлик, якщо лопаті вентилятора здійснюватимуть один оберт за 0,2 с?
11. Відомо, що вентилятор мікропроцесора персонального комп’ютера обертається з частотою 3600 об/хв. Яким є період обертання точок лопатей вентилятора?
12. Учень катався на каруселі 5 хв. За цей час він здійснив 100 обертів. У якому випадку можна стверджувати, що період обертання учня дорівнював 3 с? Відповідь обґрунтуйте.
Page updated
Google Sites
Report abuse