Скорость при криволинейном движении. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью
Стр. 42
Вопросы после параграфа
Чтобы убедиться в том, что мгновенная скорость тела, равномерно движущегося по окружности, в любой точке этой окружности направлена по касательной к ней, опишем опыт: если к быстро вращающемуся точильному камню электроточила приложить стальной прут, то из-под него будут вырываться искры. Это мелкие раскаленные частицы стали и камня. После отрыва от камня эти частицы двигаются прямолинейно со скоростью, равной скорости в момент отрыва. Опыт показывает, что направление движения частиц, а значит, и вектор их скорости совпадает с касательной к окружности, по которой они двигались.
Вернуть оригиналЧисло оборотов тела по окружности в единицу времени называют частотой обращения.
Вернуть оригиналВремя, в течение которого тело совершает один полный оборот, называют периодом обращения .
Вернуть оригиналПериод и частота обращения связаны между собой формулой: T = \(\frac{1}{v}\) .
Вернуть оригиналМодуль скорости ν тела (точки), движущегося по окружности, называют линейной скоростью.
Вернуть оригиналОтношение угла φ поворота тела (точки), движущегося по окружности с постоянной по модулю скоростью, к промежутку времени t, за который этот поворот произошел, называют угловой скоростью ω.
Вернуть оригиналУскорение, с которым тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, в любой точке направлено по радиусу окружности к ее центру. Поэтому его называют центростремительным.
Вернуть оригиналМодуль вектора центростремительного ускорения ац.с. тела, движущегося с постоянной по модулю скоростью ν по окружности радиусом R, определяется по формуле: ац.с. = \(\frac{\nu^{2}}{R}\) .
Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
Ребята оба правы, но здесь необходимо уточнение, что при данной линейной скорости центростремительное ускорение обратно пропорционально радиусу окружности, тогда как при данной угловой скорости центростремительное ускорение прямо пропорционально радиусу окружности.
Вернуть оригиналУпражнение 9

|
Дано: \(v\) = 300 мин-1 R = 10 см |
СИ 5 с-1 0,1 м |
Решение: ν = 2πR\(v\) ν = 2 × 3,14 × 0,1 м × 5 = 3,14 (м/с) ν = ωR ω = \(\frac{\nu}{R}\) ω = \(\frac{3,14}{0,1}\) = 31,4 (рад/с) Ответ: ν = 3,14 м/с; ω = 31,4 рад/с. |
|---|---|---|
| ν , ω – ? |
|
Дано: R = 21 см ν = 20 м/с |
СИ 0,21 м |
Решение: ац.с. = \(\frac{\nu^{2}}{R}\) ац.с. = \(\frac{20^{2}}{0,21}\) ≈ 1905 (м/с2) Вернуть оригиналОтвет: ац.с. ≈ 1905 м/с2. |
|---|---|---|
| ац.с – ? |
|
Дано: R = 2 см t = 60 с |
СИ 0,02 м |
Решение: ац.с. = \(\frac{\nu^{2}}{R}\) Длина окружности l = 2πR ν = \(\frac{l}{t}\) = \(\frac{2\pi R}{t}\) Вернуть оригиналац.с. = \(\frac{{4\pi}^{2}R^{2}}{t^{2}R}\) = \(\frac{{4\pi}^{2}R}{t^{2}}\) Вернуть оригиналац.с. = \(\frac{{4 \times 3,14}^{2} \times 0,02}{60^{2}}\) = 0,0002 (м/с2) Вернуть оригиналОтвет: ац.с. = 0,0002 м/с2. |
|---|---|---|
| ац.с – ? |
|
Дано: R1 = R R2 = R/2 a1, a2 \[\nu\] |
Решение: а1 = \(\frac{\nu^{2}}{R}\) а2 = \(\frac{\nu^{2}}{R/2}\) = 2 · \(\frac{\nu^{2}}{R}\) Вернуть оригиналЗначит, а2 = 2а1, что и требовалось доказать. Вернуть оригинал |
|---|---|
| Доказать: a2 = 2a1 |
|
Дано: R1 = R2 = R T1 = 60 c T2 = 3600 c |
Решение: а1 = \(\frac{\nu_{1}^{2}}{R}\) ; ν = \(\frac{l}{T_{1}}\) = \(\frac{2\text{πR}}{T_{1}}\) Вернуть оригинала1. = \(\frac{{4\pi}^{2}R^{2}}{T_{1}^{2}R}\) = \(\frac{{4\pi}^{2}R}{T_{1}^{2}}\) ; а2 = \(\frac{{4\pi}^{2}R}{T_{2}^{2}}\) Вернуть оригинал\(\frac{a_{1}}{a_{2}}\) = \(\frac{{4\pi}^{2}R \times T_{2}^{2}}{T_{1}^{2} \times {4\pi}^{2}R}\) = \(\frac{T_{2}^{2}}{T_{1}^{2}}\) Вернуть оригинал\(\frac{a_{1}}{a_{2}}\) = \(\frac{3600^{2}}{60^{2}}\) = 3600 Вернуть оригиналОтвет: \(\frac{a_{1}}{a_{2}}\) = 3600, секундная стрелка движется с большим ускорением. Вернуть оригинал |
|---|---|
| \(\frac{a_{1}}{a_{2}}\) – ? |
|
Дано: ν1 = 2 м/с R1 = R см R2 = R – ΔR ΔR = 10 см ν2 = 1 м/с |
СИ 0,1 м |
Решение: ν1 = ωR ν2 = ω · (R – ΔR) = ωR – ωΔR ν2 = ν1 – ωΔR ω = \(\frac{\nu_{1} - \nu_{2}\ }{\text{ΔR}}\) Вернуть оригиналω = \(\frac{2 - 1\ }{0,1}\) = 10 (рад/с) Вернуть оригиналω = 2π\(v\) ; \(v\) = \(\frac{\text{ω\ }}{2\pi}\) Вернуть оригинал\(v\) = \(\frac{10\ }{2 \times 3,14}\) = 1,6 (с-1) Вернуть оригиналT = \(\frac{1}{v}\) T = \(\frac{1}{1,6}\) = 0,625 (с) Ответ: ω = 10 рад/с; \(v\) = 1,6 с-1; T = 0,625 с. Вернуть оригинал |
|---|---|---|
|
ω – ? \(v\) – ? T– ? |