Ruch wokół obwodu. Definicja fizyki. Jednolity ruch wokół okręgu

Ponieważ prędkość liniowa zmienia równomiernie kierunek, wówczas ruch w obwodzie nie może być wywołany do posiłku, jest cenne.

Prędkość kątowa

Wybierz punkt na okręgu 1 . Konstruujemy promień. Za jednostkowy punkt czasu przejdzie do elementu 2 . W takim przypadku promień opisuje kąt. Prędkość kątowa jest numerycznie równa kącie obrotu promienia na jednostkę czasu.

Okres i częstotliwość

Okres obrotu T.- To jest czas, dla którego ciało ma jedną turę.

Częstotliwość rotacji jest liczbą obrotów w ciągu jednej sekundy.

Częstotliwość i okres są połączone przez stosunek

Komunikacja z prędkością kątową

Linia prędkości

Każdy punkt na kręgu porusza się na pewnej prędkości. Ta prędkość nazywa się liniową. Kierunek wektora prędkości liniowej zawsze pokrywa się z stycznym obwodu.Na przykład, iskry z pod szlifierką poruszają się, powtarzając kierunek chwilowej prędkości.

Rozważ punkt na okręgu, który sprawia, że \u200b\u200bjedna kolej, czas wydany jest okres T..Je, które przezwycięża punkt jest długość okręgu.

Przyspieszenie dośrodkowe

Podczas jazdy wokół okręgu, wektor przyspieszenia jest zawsze prostopadle do wektora prędkości, kierowany do środka koła.

Korzystając z poprzednich formuł, możesz uzyskać następujące proporcje

Punkty leżące na jednej prostej linii wychodzącej z środka okręgu (na przykład, może to być punkty, które leżą na dziale kół), będą miały taką samą prędkość kątową, okres i częstotliwość. Oznacza to, że będą oni obracać się jednakowo, ale z różnymi prędkościami liniowymi. Dalszy punkt od centrum, tym szybciej się poruszy.

Prawo dodawania prędkości jest sprawiedliwe i dla ruch obrotowy. Jeśli ruch korpusu lub systemu odniesienia nie jest jednolity, prawo jest wykorzystywane do natychmiastowych prędkości. Na przykład prędkość osoby idącej wzdłuż krawędzi obracającej karuzeli jest równa sumie liniowej prędkości obrotowej krawędzi karuzeli i prędkości ruchu ludzkiego.

Ziemia uczestniczy w dwóch głównych ruchach obrotowych: codziennie (wokół jego osi) i orbital (wokół słońca). Okres obrotu Ziemi wokół Słońca ma 1 rok lub 365 dni. Wokół swojej osi ziemia obraca się od Zachodu na Wschód, okres tego obrotu wynosi 1 dzień lub 24 godziny. Ten ostatni nazywany jest kątem między płaszczyzną równika a kierunkiem od środka Ziemi do punktu jego powierzchni.

Zgodnie z drugim prawem Newtona przyczyną wszelkiego przyspieszenia jest moc. Jeśli doświadcza się ruchome ciało przyspieszenie dośrodkowe, charakter sił, których akcja spowodowana tym przyspieszeniem może być inna. Na przykład, jeśli ciało porusza się wokół okręgu na linie, włączona do niego moc działania jest mocą elastyczności.

Jeśli ciało leżące na dysku obraca się z dyskiem wokół swojej osi, siła tarcia jest taką siłą. Jeśli moc zatrzymuje swoją działanie, ciało poruszy się w linii prostej

Rozważyć przesuwanie punktu na okręgu z A w B. Prędkość liniowa jest równa

Teraz zamieniamy się w stały system związany z ziemią. Całkowite przyspieszenie punktu A pozostanie takie samo i w module, w kierunku, ponieważ podczas przełączania z jednego układu odniesienia bezwładnego do innego przyspieszenia nie zmienia się. Z punktu widzenia stałego obserwatora, trajektoria punktów A nie jest już okrągiem, ale bardziej złożoną krzywą (cykloidem), wzdłuż którego punkt porusza się nierównomiernie.

Pośród różne gatunki Ruch krzywoliniowy jest szczególnie interesujący jednolity ruch ciała wokół obwodu. Jest to najłatwiejszy rodzaj ruchu krzywoliniowego. Jednocześnie każdy skomplikowany ruch krzywoliniowy korpusu na wystarczająco małej działce jego trajektorii może być w przybliżeniu uważany za jednolity ruch wokół okręgu.

Taki ruch dokonuje punktów obrotowych koła, rotorów turbinowych, sztucznych satelitów, obracających się w orbitach itp. jednolity ruch Przez obwód wartość numeryczna prędkości pozostaje stała. Jednak kierunek prędkości z tym ruchem jest ciągły zmieniający się.

Prędkość ciała w dowolnym momencie trajektorii krzywoliniowej ma na celu styczna do trajektorii w tym momencie. Może to być przekonane, oglądając pracę zaostrzoną mającą kształt tarczy: klastrowanie do obracającego się kamienia Koniec pręta stalowego można zobaczyć z kamiennych cząstek gorących. Te cząstki latają z prędkością, które posiadały w czasie oddzielenia kamienia. Kierunek wyjazdu iskry zawsze zbiega się z stycznym obwodu w tym punkcie, gdzie pręt dotyka kamienia. Na stycznym kręgu przesuwa się plamy z kołach samochodu buckingu.

Zatem chwilowa szybkość ciała w różnych punktach trajektorii krzywoliniowej ma różne kierunki, podczas gdy moduł prędkości może być taki sam lub wszędzie, lub zmiana z punktu do punktu. Ale nawet jeśli moduł prędkości nie zmienia się, nie może być uważany za stałą. W końcu prędkość jest wielkością wektora, a do ilościowych ilości, moduł i kierunek są równie ważne. w związku z tym ruch krzywoliniowy jest zawsze przyspieszonyNawet jeśli moduł prędkości jest stały.

Z zakrzywionym ruchem moduł prędkości i jego kierunek mogą się różnić. Ruch krzywoliniowy, w którym moduł prędkości pozostaje stała, zwana jednolity ruch krzywoliniowy. Przyspieszenie z tym ruchem jest związane tylko ze zmianą kierunku wektora prędkości.

Zarówno moduł, jak i kierunek przyspieszenia powinny zależeć od formy trajektorii krzywej. Nie ma jednak potrzeby uważania każdej z jego niezliczonych form. Reprezentowanie każdej witryny jako oddzielny obwód z pewnym promieniem, zadanie znalezienia przyspieszenia w narastaniu ruchu narastającego zostanie zredukowana do znalezienia przyspieszenia z mundurowanym ruchem ciała wokół okręgu.

Jednolity ruch wokół okręgu charakteryzuje się okresem i częstotliwością obiegu.

Czas, dla którego ciało sprawia, że \u200b\u200bjedna turowa jest nazywana okres krążenia.

Z jednolitym ruchem wokół okręgu, okres krążenia zależy od podziału przebiegłej drogi, tj. Długość okręgu do szybkości ruchu:

Wartość, odwrotny okres jest nazywany częstotliwość obiegu, oznacza literę ν . Liczba rewolucji na jednostkę czasu ν Połączenie częstotliwość obiegu:

Ze względu na ciągłą zmianę w kierunku prędkości, ciało poruszające się wokół okręgu ma przyspieszenie, które charakteryzuje prędkość zmian w jego kierunku, wartość numeryczna prędkości w tym przypadku nie zmienia się.

Dzięki jednolite ruchu ciała wokół okręgu przyspieszenie w dowolnym momencie jest zawsze kierowane prostopadle do prędkości ruchu wzdłuż promienia okręgu do centrum i nazywa się przyspieszenie dośrodkowe.

Aby znaleźć jego wartość, rozważ stosunek zmian w wektorze prędkości do przedziału czasu, w którym nastąpiła ta zmiana. Ponieważ kąt jest bardzo mały, mamy.

Alexandrova Zinaida Vasilyevna, nauczyciel fizyki i informatyki

Instytucja edukacyjna: Mbou Sosh nr 5 P. Pechenga, region Murmańska.

Rzecz: fizyka

Klasa : Stopień 9.

Lekcja tematyczna : Ruch ciała wokół obwodu ze stałą prędkością modulo

Cel lekcji:

daj pomysł ruchu krzywoliniowego, wprowadzić koncepcje częstotliwości, okresu, prędkości kątowej, przyspieszenia centralowego i siły centripetalnej.

Lekcja zadań:

Edukacyjny:

Powtórz rodzaje ruchu mechanicznego, wprowadzają nowe koncepcje: ruch wokół kręgu, przyspieszenie centralowe, okres, częstotliwość;

Zidentyfikować w praktyce połączenie okresu, częstotliwości i przyspieszenia centralowego o promieniu obiegu;

Użyj sprzętu laboratoryjnego do rozwiązania zadań praktycznych.

Rozwój :

Rozwijać zdolność do zastosowania wiedzy teoretycznej w celu rozwiązania konkretnych zadań;

Rozwijać kulturę logicznego myślenia;

Rozwijać zainteresowanie tematem; aktywność poznawcza Podczas ustawienia i prowadzenia eksperymentu.

Edukacyjny :

Aby utworzyć światopogląd w procesie studiowania fizyki i argumentuj jego wnioski, aby wychowywać niezależność, dokładność;

Kształcić kulturę komunikacyjną i informacyjną

Wyposażenie lekcji:

komputer, projektor, ekran, prezentacja do lekcji "Ruch ciała wokół koła », drukowanie karty z zadaniami;

piłka tenisowa, fala badmintona, samochód zabawka, piłka nić, statyw;

zestawy do eksperymentu: stoper, statyw z sprzęgłem i łapą, piłka na wątku, linia.

Forma organizacji szkoleniowej: Czołowa, indywidualna, grupa.

Rodzaj lekcji: Badanie i podstawowa konsolidacja wiedzy.

Przepis edukacyjny i metodyczny: Fizyka. Stopień 9. Podręcznik. Pryrickin A.v., Godnik E.M. 14 ed., Ched. - M.: Drop, 2012

Czas wdrożyć lekcję : 45 minut

1. Redaktor, w którym wykonany jest zasób multimedialny:SM.PowerPoint.

2. Widok zasobu multimedialnego: prezentacja wizualna materiał edukacyjny Korzystanie z wyzwalaczy, wbudowanego testu wideo i interaktywnego.

Plan lekcji

Czas organizowania. Motywacja do działań edukacyjnych.

Aktualizacja wiedzy referencyjnej.

Studiowanie nowego materiału.

Rozmowa na kwestiach;

Rozwiązywanie problemów;

Wdrożenie praktycznej pracy badawczej.

Podsumowując lekcję.

Podczas zajęć

Lekcja etapów

Tymczasowa realizacja

Organizowanie czasu. Motywacja do działań edukacyjnych.

Slajd 1. ( Sprawdź gotowość do lekcji, ogłoszenia o tematyce i celów lekcji.)

Nauczyciel. Dzisiaj na lekcji dowiesz się, jakie przyspieszenie z jednolitym ruchem ciała wokół okręgu i jak go określić.

2 minuty

Aktualizacja wiedzy referencyjnej.

Slajd 2.

FA.iceed dyktowanie:

Zmiana pozycji ciała w czasie w czasie.(Ruch drogowy)

Wartość fizyczna mierzy się w metrach.(Ruszaj się)

Magność fizyczna charakteryzująca prędkość ruchu.(Prędkość)

Główna jednostka pomiaru długości w fizyce.(Metr)

Ilość fizyczna, których jednostki pomiaru służą roku, dzień, godzinę.(Czas)

Fizyczna wartość wektorowa, którą można zmierzyć za pomocą urządzenia akcelerometru.(Przyśpieszenie)

Długość trajektorii. (Droga)

Jednostki przyspieszenia (SM 2 ).

(Przeprowadzenie dyktowania z późniejszą inspekcją, samoocena prac studentów)

5 minut

Studiowanie nowego materiału.

Slajd 3.

Nauczyciel. Często obserwujemy taki ruch ciała, w którym jego trajektoria jest krąg. Koło porusza się na przykład, obręcz koła, gdy obraca się, punkty obrotowej części maszyn, koniec strzałki zegara.

Demonstracja eksperymentów 1. Spadająca piłka tenisowa, lot wolul na badmintona, przenoszenie samochodu zabawkowym, oscylacje kulkowe na wątku przymocowanym do potrójnej. Co jest powszechne i jak różnią się te ruchy?(Odpowiedzi uczniów)

Nauczyciel. Prosty ruch - Jest to ruch, którego trajektoria jest linią prostą, krzywoliniową - krzywą. Podaj przykłady ruchu prostoliniowego i krzywoliniowego, z którym spotkałeś się w życiu.(Odpowiedzi uczniów)

Ruch ciała wokół okręgu jestspecjalny przypadek ruchu krzywoliniowego.

Każda krzywa może być reprezentowana jako ilość kręgów łuków innego (lub identycznego) promienia.

Ruch krzywoliniowy nazywany jest taki ruch, który jest wykonywany na łukach kół.

Wprowadzamy pewne cechy ruchu krzywoliniowego.

Slajd 4. (Pokaż wideo " speed.avi " Zgodnie z linkiem na slajdzie)

Ruch krzywolinowy ze stałym modułem prędkości. Ruch z przyspieszeniem, ponieważ Prędkość zmienia kierunek.

Slajd 5. . (Pokaż wideo "Zależność przyspieszenia centralowego z promienia i prędkości. Avi. »Odniesienie do slajdu)

Slajd 6. Kierunek prędkości i wektory przyspieszenia.

(Praca z materiałami slajdów i analizy rysunków, racjonalny stosowanie skutków animacji osadzonych w elementach rysunków, Rysunek 1.)

Rys. 1.

Slajd 7.

Dzięki jednolite ruchu ciała wokół okręgu, wektor przyspieszenia jest prostopadle do wektora prędkości, który jest kierowany wzdłuż styku koła.

Ciało porusza się wokół obwodu Ta wektorowa prędkość liniowa jest prostopadła do wektora przyspieszenia centripetycznego.

Slajd 8. (Praca z ilustracjami i materiałami slajdów)

Przyspieszenie dośrodkowe - Przyspieszenie, z którym ciało porusza się wokół obwodu ze stałą prędkością modulo, jest zawsze kierowane wzdłuż promienia koła do środka.

zA. dO. =

Slajd 9.

Podczas jazdy wokół okręgu ciało powróci do punktu początkowego w pewnym okresie czasu. Ruch wokół okręgu - okresowy.

Okres leczenia - Ten przedział czasowyT. Podczas którego ciało (punkt) sprawia, że \u200b\u200bjedna obraca się obwód.

Jednostka pomiaru okresu -druga

Częstotliwość rotacji . - liczba pełnych obrotów na jednostkę czasu.

[  ] \u003d S. -1 \u003d Hz.

Jednostka pomiarowa częstotliwości

Post Post 1. Okres jest wielkością, która często występuje w przyrodzie, nauce i technologii. Ziemia kręci się wokół jego osi, północ Ta obrót wynosi 24 godziny; Całkowity obrót ziemi wokół Słońca wynosi około 365.26 dni; Śruba śmigłowca ma średni okres obrotu od 0,15 do 0,3 s; Okres krążenia krwi u ludzi wynosi około 21 - 22 s.

Post Post 2. Częstotliwość mierzy się specjalnymi urządzeniami - tachometry.

Częstotliwość obrotu urządzenia technicznego: Rotor turbiny gazowej obraca się częstotliwością 200 do 300 1 / s; Bullet, latający z maszyny Kalashnikov, obraca się z częstotliwością 3000 1 / s.

Slajd 10. Komunikacja okresu częstotliwości:

Jeśli podczas t, ciało wykonane n pełną rewolucjami, wówczas okres leczenia jest:

Okres i częstotliwość są wartościami zbieżnych: częstotliwość jest odwrotnie proporcjonalna do okresu, a okres jest odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości

Slajd 11. Prędkość leczenia ciała charakteryzuje się prędkością kątową.

Prędkość kątowa(częstotliwość cykliczna) - liczba obrotów na jednostkę czasu wyrażona w radianach.

Prędkość narożna - kąt obrotu, do którego włącza punkt w tym czasiet..

Prędkość kątowa jest mierzona w rad / s.

Slajd 12. (Pokaż wideo "Ścieżka i ruch z krzywoliniowym ruchem.avi" zgodnie z linkiem na slajdzie)

Slajd 13. . Kinematyka ruchu w obwodzie.

Nauczyciel. Z jednolitym ruchem wokół okręgu moduł jego prędkości nie zmienia się. Ale prędkość jest wielkością wektorową i charakteryzuje się nie tylko wartością numeryczną, ale także kierunek. Z jednolitym ruchem wokół okręgu kierunek zmian wektorowych Velocity. Dlatego taki jednolity ruch jest przyspieszany.

Prędkość liniowa :;

Prędkość liniowa i kątowa wiąże się z relacją:

Przyspieszenie dośrodkowe :;

Prędkość narożna:;

Slajd 14. (Praca z ilustracjami na slajdzie)

Kierunek wektor prędkości.Liniowy (prędkość chwilowa) jest zawsze mający na celu styczność trajektorii wydanej w tym punkcie, w którym obecnie znajduje się ciało fizyczne.

Wektor prędkości ma na celu styczność opisanego okręgu.

Jednolity ruch ciała wokół okręgu jest ruchem przy przyspieszenia. Z jednolitym ruchem ciała wzdłuż obwodu, υ i ω pozostają niezmienione. W tym przypadku, gdy się porusza, tylko kierunek zmian wektorowych.

Zsunąć 15. Siła dośrodkowa.

Siła przytrzymująca obrotowa korpus na okręgu i skierowana w kierunku środka obrotu nazywana jest siłą centralską.

Aby uzyskać formułę do obliczania wielkości siły centripetalnej, należy użyć drugiego prawa Newton, które ma zastosowanie do dowolnego ruchu krzywoliniowego.

Zastępowanie w formule Wartość przyspieszenia centripetycznegozA. dO. = , otrzymujemy formułę sił centripetalicznych:

F \u003d.

Od pierwszej formuły jest jasne, że o tej samej prędkości, tym mniej promienia koła, tym większa siła centralowa. Tak więc na zakrętach drogi do ruchomego ciała (pociąg, samochód, rower) powinien działać w kierunku środka ronda, większej siły niż chłodniejsza obraca, czyli mniejszy promień promienia.

Siła Centripetalna zależy od prędkości liniowej: zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości. Jest dobrze znany wszystkim łyżwiarz, narciarzy i rowerzystom: niż z większa prędkość Poruszaj się, trudniej zrobić turę. Chasters wiedzą bardzo dobrze, jak niebezpiecznie chłodzi samochód z dużą prędkością.

Slajd 16.

Tablica zbiorcza wielkości fizycznecharakteryzujący ruch krzywoliniowy (Analiza zależności między wartościami a wzorami)

Slajdy 17, 18, 19. Przykłady ruch wokół okręgu.

Ruch kołowy na drogach. Ruch satelitów wokół Ziemi.

Slajd 20. Rozrywka, karuzela.

Wiadomość uczniów 3. W średniowieczu karousels (słowo mężczyzna pręt) Zmieniono turnieje rycerskie. Później, w XVIII wieku, aby przygotować się do turniejów, zamiast zestawów z prawdziwymi rywalami, zaczął korzystać z wirującej platformy, model nowoczesnej karuzeli rozrywkowej, która w tym samym czasie pojawiła się na targach miasta.

W Rosji pierwsza karuzela została zbudowana 16 czerwca 1766 r. Przed pałacem zimowym. Karuzela składała się z czterech Cadry: słowiański, rzymski, indyjski, turecki. Po raz drugi karuzela została zbudowana w tym samym miejscu, w tym samym roku 11 lipca. Szczegółowy opis Te Carousels podano w gazecie St. Petersburg Vedomosti 1766.

Karuzela, wspólna na dziedzińcach radziecki czas. Carousel może być napędzany zarówno przez silnik (zwykle elektryczny), jak i siłami samych błystki, które przed siedzeniem na karuzeli, obróć go. Takie karuzele, które muszą być niepisane przez siebie, są często instalowane na placach zabaw dla dzieci.

Oprócz atrakcji, karuzele często nazywane są innymi mechanizmami, które mają podobne zachowania - na przykład, w automatycznych liniach na rozlaniu napojów, opakowania substancji masowych lub produkcji produktów drukowanych.

W sensie figuratywnym Carousel zadzwoń do serii szybko zmieniających się obiektów lub wydarzeń.

18 min.

Mocowanie nowego materiału. Wykorzystanie wiedzy i umiejętności w nowej sytuacji.

Nauczyciel. Dziś w tej lekcji spotkaliśmy się z opisem ruchu krzywoliniowego, z nowymi koncepcjami i nowymi ilościami fizycznymi.

Rozmowa na pytania:

Jaki jest okres? Jaka jest częstotliwość? Jak są te wartości związane ze sobą? Jakie jednostki są mierzone? Jak mogą określić?

Jaka jest prędkość kątowa? Jakie jednostki mierzy się? Jak mogę to obliczyć?

Jaka jest prędkość kątowa? Jaka jest jednostka prędkości kątowej?

W jaki sposób prędkość ruchu kątowego i liniowego ciała?

Jak jest przyspieszenie centripetyczne? Jaką formułę jest obliczoną?

Slajd 21.

Ćwiczenie 1. Wypełnij tabelę, rozwiązując zadania na danych źródłowych (rys. 2), weryfikujemy odpowiedzi. (Uczniowie pracują niezależnie z tabelą, musisz przygotować wydruk tabeli dla każdego ucznia z góry)

Rys. 2.

Slajd 22. Zadanie 2.(doustnie)

Zwróć uwagę na efekty animacji rysunku. Porównaj cechy jednolitego ruchu niebieskiej i czerwonej piłki. (Praca z slajdem).

Slajd 23. Zadanie 3.(doustnie)

Koła przedstawionych środków transportu na tym samym czasie stanowią równą liczbę obrotów. Porównaj ich przyspieszenie centripetyczne.(Praca z materiałami slajdów)

(Pracuj w grupie, prowadząc eksperyment, drukowanie instrukcje eksperymentu znajdują się na każdej tabeli)

Ekwipunek: Stopwatch, linijka, piłka, przypięta na nici, statyw z sprzęgłem i łapą.

Cel, powód: badaćzależność okresu, częstotliwości i przyspieszenia z promienia obrotowego.

Plan pracy

Pomiar Czas T 10 Pełne obroty ruchu obrotowego i rotacji RADIUS R, piłka zamocowana na gwint w statywie.

Oblicz Okres T i częstotliwość, prędkość obrotów, wyniki przyspieszenia centralowego zastępuje jako zadanie.

Zmiana Promień promieniowania (długość wątku), powtórz doświadczenie kolejne 1 raz, próbując zachować poprzednią prędkość,stosowanie dawnego wysiłku.

Wziąć wyjście Na zależności okresu, częstotliwości i przyspieszenia z promienia obrotowego (dolny promień obrotowy, tym mniej okresu obiegu i większej wartości częstotliwości).

Slajdy 24 -29.

Praca z testem interaktywnym.

Musisz wybrać jedną odpowiedź z trzech możliwych, jeśli wybrano poprawną odpowiedź, a następnie pozostaje na slajdzie, a zielony wskaźnik zaczyna migać, niewłaściwe odpowiedzi znikają.

Ciało porusza się wokół obwodu ze stałą prędkością modulo. W jaki sposób jego przyspieszenie centripetyczne zmieni się ze spadkiem promienia koła 3 razy?

W pralce wirówkowej bielizna podczas wyżarzania porusza się wokół okręgu o stałej prędkości w płaszczyźnie poziomej. Jak skierowany jest wektor jego przyspieszenia?

Skater porusza się z prędkością 10 m / s wokół obwodu o promieniu 20 m. Określ przyspieszenie centripetyczne.

Gdzie jest przyspieszenie ciała, gdy jedzie wokół kręgu ze stałą prędkością prędkości?

Punkt materiału porusza się wokół obwodu ze stałą prędkością modulo. W jaki sposób moduł jego przyspieszenia centrałka zmieni się, jeśli prędkość punktu jest potrojona trzy?

Koło maszyny powoduje 20 obrotów na 10 s. Określ okres krążenia koła?

Slajd 30. Rozwiązywanie zadań(niezależna praca w obecności czasu w klasie)

Opcja 1.

Z którym okresem należy obracać promieniem o promieniu 6,4 m do obrotu, tak że przyspieszenie centralowe osoby na karuzeli było równe 10 m / s 2 ?

W obiegu cyrkowym koń skacze w takiej prędkości, że 2 razy cięte 2 minuty. Promień areny wynosi 6,5 m. Określ okres i przyspieszenie prędkości, prędkości i centripetycznej.

Opcja 2.

Częstotliwość zaokrąglenia 0,05 C -1 . Mężczyzna obracający karuzela znajduje się w odległości 4 m od osi obrotu. Określ przyspieszenie centralowe osoby, okres krążenia i prędkości kątowej karuzeli.

Point obręczy koła rowerowego sprawia, że \u200b\u200bjedna obraca się przez 2 s. Koło promieniowe 35 cm. Jakie jest przyspieszenie centralowe koła koła?

18 min.

Podsumowując lekcję.

Oszacowanie. Odbicie.

Slajd 31. .

D / s: str. 18-19, wystawa 198 (2.4).

http.:// www.. starmary.. ws./ liceum/ fizyka./ dOM/ laboratorium/ labgraphic. gif.

1. Alternatywny ruch wokół okręgu

2. Aktualna prędkość ruchu obrotowego.

3. Wydajność rotacji.

4. WPRUSZA ROBIONA.

5. Prędkość liniowa z rogiem.

6.CentReter Przyspieszenie.

7. Rzucany ruch wokół obwodu.

8. Przyspieszenie Harl w ruchu wyrównanym wokół okręgu.

9. Przyspieszenie styczne.

10. Zakon równy obwodzie w obwodzie.

11. Średnia prędkość kątowa w ruchu równowagi wokół obwodu.

12.Formulas ustanawiający związek między prędkością kątową, przyspieszenie kątowe i kąt obrotu w ruchu równowagi wokół okręgu.

1.Jednolity ruch wokół okręgu - ruch, w którym materialny punkt Podczas równych odstępówek, równe segmenty przebiegów łuków obwodu, tj. Punkt porusza się wokół obwodu ze stałą prędkością modulo. W takim przypadku stawka jest równa nastawce łuku okręgu przechodzącego do momentu ruchu, tj.

i nazywa się liniową prędkością obwodu.

Podobnie jak w ruchu krzywoliniowym, wektor prędkości ma na celu styczne do obwodu w kierunku ruchu (Rys.25).

2. Prędkość narożna w jednolitym ruchu wokół okręgu - stosunek obrotu promienia do czasu obrotu:

W ruchu jednolitym wokół okręgu prędkość kątowa jest stała. W systemie C, prędkość kątowa jest mierzona w (Rad / C). Jeden radian jest zadowolony z kątem centralnym, dokręcanie łuku obwodu o równym promieniu. Pełny kąt zawiera radians, tj. W jednej obrotowej promień zamienia się pod kątem radianów.

3. Okres obrotu - Przedział czasowy T, podczas którego punkt materialny sprawia, że \u200b\u200bjeden pełny obrót. W systemie systemowym okres mierzy się w sekundach.

4. Częstotliwość rotacji. - liczba obrotów popełnianych za jedną sekundę. W systemie częstotliwość mierzy się w Hertz (1Hz \u003d 1). Jeden Hertz - częstotliwość, w której jedna rewolucja jest wykonywana w ciągu jednej sekundy. Łatwy do zrozumienia

Jeśli podczas T, punkt wykonuje N Rewolucje wokół obwodu.

Znając okres i prędkość obrotu, prędkość kątowa może być obliczona przez wzór:

5 Liniowe połączenie prędkości z rogiem. Długość łuku obwodu jest miejsce, w którym kąt centralny, wyrażony w radianach, dokręcanie łuku promienia koła. Teraz prędkość liniowa jest rejestrowana w formularzu

Często wygodne jest stosowanie formuł: lub prędkość kątowa jest często nazywana częstotliwości cykliczną, a częstotliwość jest częstotliwością liniową.

6. Przyspieszenie dośrodkowe. W jednolitym ruchu wokół okręgu moduł prędkości pozostaje niezmieniony, a jego kierunek nieustannie się zmienia (rys. 26). Oznacza to, że ciało poruszające się równomiernie wokół obwodu doświadcza przyspieszenia, który jest skierowany do centrum i nazywa się przyspieszeniem centralowym.

Niech łuku okręgu przeszła przez przedział czasu. Przesyłamy wektor, pozostawiamy go równolegle do siebie, aby jego początek zbiega się z początkiem wektora w punkcie V. Moduł zmiany prędkości jest równe, a moduł przyspieszenia Centripetal jest równy

Na FIG. 26, trójkąty AOS i Fross są równie dzielone, a rogi na wierzchołkach O i B są równe, ponieważ kąty o wzajemnie prostopadłych bokach AO i ON oznacza, że \u200b\u200btrójkąty AOS i spalanie wewnętrznego System jest jak. W konsekwencji, jeśli tak jest, przedział czasu ma miejsce, w jaki sposób mają miejsce małe wartości, wówczas łuk może być w przybliżeniu uznany za równy akordowi AV, tj. . Dlatego możemy zapisać, biorąc pod uwagę, że VD \u003d, OA \u003d R zostanie uzyskane przez obie części ostatniej równości, otrzymujemy wyrażenie dla modułu przyspieszenia centripetalskiego w jednolitym ruchu wokół okręgu :. Biorąc pod uwagę, że otrzymujemy dwa często używane formuły:

Tak więc, w jednolitym ruchu wokół okręgu przyspieszenie centralowe jest stale w module.

Łatwo jest dowiedzieć się, że w limicie, gdy kąt. Oznacza to, że kąty u podstawy trójkąta DS DVS dążą o wartości, a wektor zmiany prędkości staje się prostopadle do wektora prędkości, tj. Skierowane wzdłuż promienia do środka kręgu.

7. Wyposażenie okręgu - Ruch wokół okręgu, w którym dla równych odstępów czasu, prędkość kątowa zmienia się w tej samej wielkości.

8. Przyspieszenie kątowe w ruchu wyrównanym wokół okręgu - stosunek zmian w prędkości kątowej przez przedział czasu, podczas którego wystąpiła ta zmiana, tj.

w przypadku gdy wartość początkowa prędkości kątowej, końcowa wartość prędkości kątowej, przyspieszenia kątowego mierzona jest w systemie SI. Z ostatniej równości otrzymujemy formułę obliczania prędkości kątowej

I jeśli .

Mnożąc obie części tych równości i rozważa, że \u200b\u200b- przyspieszenie styczne, tj. Przyspieszenie mające na celu w styczniu obwodu, otrzymujemy formułę do obliczania prędkości liniowej:

I jeśli .

9. Przyspieszenie styczne Nutalnie równy zmianie prędkości na jednostkę czasu i jest kierowany wzdłuż stycznej do obwodu. Jeśli\u003e 0,\u003e 0, ruch jest równoważny. Jeśli<0 и <0 – движение.

10. Prawo ruchu równoważnego w obwodzie. Ścieżka podróżowała wokół obwodu w równym ruchu, jest obliczana przez wzór:

Zastępowanie tutaj, zmniejszając, otrzymujemy prawo równego odlewania w obwodzie:

Albo jeśli.

Jeśli ruch jest równoważny, tj.<0, то

11.Pełne przyspieszenie w równoważnym ruchu wokół okręgu. W ruchu równowagi wokół okręgu przyspieszenie centripetyczne wzrasta w czasie, ponieważ Dzięki akceleracji stycznej wzrasta prędkość liniowa. Bardzo często przyspieszenie centralowe nazywane jest normalne i określane jako. Ponieważ całkowite przyspieszenie jest obecnie określane przez twierdzenie Pitagoreo (rys. 27).

12. Średnia prędkość kątowa w ruchu równowagi wokół okręgu. Średnia prędkość liniowa w ruchu równowagi wokół okręgu jest równa. Zastępować tutaj i redukując się

Jeśli następnie.

12. Wzory, które ustanawiają relację między prędkością kątową, przyspieszenie kątowe i kąt obrotu w ruchu równowagi wokół okręgu.

Zastępujący w wzorze wielkości ,,,

i cięcie, zdobądź

Wykład- 4. Dynamika.

1. Dynamika

2. Interakcja Tel.

3. Bezwładność. Zasada bezwładności.

4. Pierwsze prawo Newtona.

5. Bezpłatny punkt materiału.

6. Wewnętrzny system odniesienia.

7. Neinercial Reference System.

8. Zasada względności Galilei.

9. Transformacja Galilei.

11. Dodanie sił.

13. Gęstość substancji.

14. Środek masy.

15. Drugie prawo Newtona.

16. Jednostka pomiarowa siły.

17. Trzecie Prawo Newton

1. Dynamika Istnieje odcinek mechaniki, badający ruch mechaniczny, w zależności od sił powodujących zmianę tego ruchu.

2.Tel interakcje. Ciała mogą być osadzone jako z bezpośrednim kontaktem kontaktowym i na odległość przez specjalny rodzaj materii zwany polem fizycznym.

Na przykład wszystkie ciała są przyciągane do siebie, a ta atrakcja odbywa się za pomocą pola grawitacyjnego, a siły przyciągania nazywane są grawitacyjne.

Organy przenoszące ładunek elektryczny wchodzą w interakcję za pomocą pola elektrycznego. Prądy elektryczne współdziałają przez pole magnetyczne. Siły te nazywane są elektromagnetycznymi.

Cząstki podstawowe współdziałają za pomocą pól jądrowych, a siły te nazywane są nuklearnymi.

3.indynacja. W IV wieku pne mi. Grecki filozof Arystoteles argumentował, że przyczyną ruchu ciała jest siłą działającą na inne organy lub tel. Jednocześnie, zgodnie z ruchem opinii Arystotelesa, stała siła informuje o stałej prędkości ciała i ruchu przestaje powstrzymać działanie.

W XVI wieku Włoski fizyka Galileo Galilee, prowadzenie eksperymentów z organami walcowanymi przez nachyloną płaszczyznę i spadającymi ciałami wykazało, że stała moc (w tym przypadku masa ciała) informuje przyspieszenie ciała.

Tak więc na podstawie eksperymentów Galilee pokazał, że moc jest spowodowana przyspieszeniem Tel. Dajemy rozumowanie Galilei. Niech bardzo gładka kulka tocząca się wzdłuż gładkiej płaszczyzny poziomej. Jeśli piłka nie koliduje niczego, może rzucić się na jak długo. Jeśli wylewasz cienką warstwę piasku na ścieżce piłki, to zatrzyma się bardzo szybko, ponieważ Wpłynął na moc tarcia piasku.

Więc Galilee przyszedł do sformułowania zasady bezwładności, zgodnie z którą korpus materiału zachowuje stan odpoczynku lub jednolitego prostego ruchu, jeśli siły zewnętrzne nie mają zastosowania. Często ta właściwość materii nazywa się bezwładnością i ruchem ciała bez zewnętrznego wpływu na bezwładność.

4. Pierwsze prawo Newton.. W 1687 r. Na podstawie zasady bezwładności, Galilee Newton sformułował pierwsze prawo dynamiki - pierwsze prawo Newtona:

Punkt materiału (korpus) jest w ruchu odpoczynku lub jednolitego prostoliniowego ruchu, jeśli inne organy nie działają na niej lub siły działające z innych organów są zrównoważone, tj. Zagęszczony.

5.Darmowy punkt materiału - Punkt materiału, na którym inne organy nie działają. Czasami mówią - odosobniona kropka materiału.

6. Wewnętrzny system odniesienia (ISO) - System odniesienia względem, do którego odosobniony punkt materiału porusza się prosto i równomiernie lub jest odpoczynku.

Dowolny system odniesienia, który porusza się jednolicie i prosto w stosunku do ISO jest bezwładny,

Dajemy kolejne sformułowanie pierwszego prawa Newtona: istnieją systemy odniesienia względem, do których punkt wolny materiał porusza się prosto i równomiernie lub jest odpoczynku. Takie systemy odniesienia nazywają się inercjalnymi. Często pierwsze prawo Newton nazywa się prawem bezwładności.

Pierwsze prawo Newton można również podawać takie sformułowanie: każdy materiał materialny jest odporny na zmianę jego prędkości. Ta właściwość materii nazywa się bezwładnością.

Z manifestacją tego prawa skonfrontujemy się codziennie w transporcie miejskim. Gdy autobus ostro podnosi prędkość, naciskaliśmy do tyłu siedzenia. Kiedy autobus spowalnia, nasz ciało leży wzdłuż ruchu autobusu.

7. Niezwrotny system odniesienia -system odniesienia, który porusza się nierównomiernie w stosunku do ISO.

Ciało, które w stosunku do ISO jest w ruchu odpoczynku lub jednolitym ruchu prostoliniowego. W odniesieniu do nieistotnego systemu odniesienia porusza się nierównomiernie.

Każdy obrotowy system referencyjny jest nieformalnym systemem odniesienia, ponieważ W tym systemie organizm ma przyspieszenie centralowe.

W przyrodzie i technologii nie ma ciał, które mogłyby służyć jako ISO. Na przykład, ziemia obraca się wokół jego osi, a każdy korpus na jego powierzchni jest doświadczający przyspieszenia centripetycznego. Jednakże, w przypadku raczej krótkich okresów, system odniesienia związany z powierzchnią Ziemi w niektórych przybliżeniu można uznać za ISO.

8.Zasada względności Galilei.ISO może być dużo soli. Dlatego pojawia się pytanie: jak wyglądają te same zjawiska mechaniczne w różnych iso? Jest to możliwe, jeśli korzystanie z zjawisk mechanicznych wykryje ruch ISO, w którym są obserwowane.

Odpowiedź na te pytania daje zasadę odnoszenia mechaniki klasycznej, otwartej z Galilenem.

Znaczenie zasady względności mechaniki klasycznej jest zatwierdzenie: wszystkie zjawiska mechaniczne przebiegu dokładnie w każdych inercyjnych systemach referencyjnych.

Ta zasada można sformułować i tak: wszystkie prawa mechaniki klasycznej wyrażają te same wzory matematyczne. Innymi słowy, żadne doświadczenia mechaniczne nie pomogą nam odkryć ruch ISO. Oznacza to, że próba wykrycia ruchu ISO jest pozbawiona znaczenia.

Z manifestacją zasady względności napotkaliśmy, a następnie pociągi. W chwili, gdy nasze koszty kolejowe na stacji, a pociąg stojący w następnym sposobie powoli rozpoczyna ruch, a następnie w pierwszych chwilach wydaje nam się, nasz pociąg porusza się. Ale przeciwnie, kiedy nasz pociąg płynnie podnosi, wydaje nam się, że ruch rozpoczął sąsiedni pociąg.

W powyższym przykładzie zasada względności jest objawiana w małych odstępach czasu. Wraz ze wzrostem prędkości zaczynamy odczuwać szok, aby kołysać samochód, tj. Nasz system referencyjny staje się nieformalny.

Więc próba wykrycia ruchu ISO jest pozbawiony znaczenia. Dlatego jest absolutnie obojętny, który ISO jest uważany za stałego, a który - poruszający się.

9. Transformacja Galilejska.. Pozwól dwa iso i poruszać się względem siebie z prędkością. Zgodnie z zasadą względności możemy umieścić, że ISO jest stały, a ISO przemieszczają się względem prędkości. W przypadku prostoty zakładamy, że odpowiednie osie współrzędnych systemów i są równoległe, a osie są zbiegły się. Pozwól na czas rozpoczęcia systemów zbieżnych, a ruch występuje wzdłuż osi i tj. (Rys.28)

11. Dodanie mocy. Jeśli cząstka jest stosowana dwa siły, to wynikowa siłę jest równa ich wektorowi, tj. Przekątna równoległoboku wbudowana w wektory i (rys. 29).

Ta sama reguła z rozkładem tej siły na dwa elementy. Aby to zrobić, na wektor tej siły, ponieważ przekątna jest zbudowana równoległobokami, których boków pokrywa się z kierunkiem składników stosowanych do tej cząstki.

Jeśli do cząstki stosuje się kilka sił, a następnie wynikające z sumę geometryczną wszystkich sił:

12.Waga. Doświadczenie wykazało, że relacja modułu siły do \u200b\u200bmodułu przyspieszenia, którą ta siła informuje korpus, jest stałą wartości dla tego korpusu i nazywa się masą ciała:

Od ostatniej równości wynika, że \u200b\u200bim większa masa ciała, najbardziej należy przymocować do zmiany jego prędkości. W konsekwencji, im większa masa ciała z bardziej obojętnym, tj. Masa jest miarą bezwodności tel. Masa jest zatem określona w masie obojętnej.

W systemie masa mierzy się w kilogramach (kg). Jeden kilogram jest masą niezobroczliwej wody w objętości jednego decentiatu sześciennego podjętych w temperaturach.

13. Gęstość substancji - Masa substancji zawartej w jednostce objętościowej lub stosunku masy ciała do jego objętości

Gęstość mierzy się w () w systemie SI. Znajomość gęstości ciała i jej objętość można obliczyć przez masę o formule. Zaznaczenie gęstości i masy ciała, jego objętość jest obliczana przez wzór.

14.Msza środkowa. - Punkt ciała, który ma właściwość, że jeśli kierunek siły przechodzi przez ten punkt, ciało porusza się prawidłowo. Jeśli kierunek działania nie przechodzi przez środek mas, ruchy ciała, jednocześnie obracając się wokół jego środka

15. Drugi Prawo Newton.. W ISO suma sił działających na organizm jest równa produktowi masy ciała na przyspieszeniu zgłoszone do tej siły

16.Jednostkowa jednostka pomiarowa. W systemie siła jest mierzona w Newton. Jeden Newton (N) jest siłą, że działając na ciele ważące jednego kilograma informuje go o przyspieszeniu. W związku z tym .

17. Prawa trzecie Newton.. Siły, z którymi dwa ciała działają na siebie, są równe modułu, przeciwnie do kierunku i działać wzdłuż jednej linii prostej łączącej te ciała.

Ponieważ prędkość liniowa równomiernie zmienia kierunek, wówczas ruch koła nie można nazwać mundurem, jest równoważny.

Prędkość kątowa

Okres i częstotliwość

Okres obrotu. T. - To jest czas, dla którego ciało ma jedną turę.

Częstotliwość rotacji jest liczbą obrotów w ciągu jednej sekundy.

Częstotliwość i okres są połączone przez stosunek

Komunikacja z prędkością kątową

Linia prędkości

Każdy punkt na kręgu porusza się na pewnej prędkości. Ta prędkość nazywa się liniową. Kierunek wektora prędkości liniowej zawsze pokrywa się z stycznym obwodu. Na przykład, iskry z pod szlifierką poruszają się, powtarzając kierunek chwilowej prędkości.

Rozważ punkt na okręgu, który sprawia, że \u200b\u200bjedna kolej, czas wydany jest okres T.. Ścieżka, która przezwycięża punkt jest długość okręgu.

Przyspieszenie dośrodkowe

Podczas jazdy wokół okręgu, wektor przyspieszenia jest zawsze prostopadle do wektora prędkości, kierowany do środka koła.

Korzystając z poprzednich formuł, możesz uzyskać następujące proporcje

Prawo dodawania prędkości jest ważne dla obu ruchu obrotowego. Jeśli ruch korpusu lub systemu odniesienia nie jest jednolity, prawo jest wykorzystywane do natychmiastowych prędkości. Na przykład prędkość osoby idącej wzdłuż krawędzi obracającej karuzeli jest równa sumie liniowej prędkości obrotowej krawędzi karuzeli i prędkości ruchu ludzkiego.

Zgodnie z drugim prawem Newtona przyczyną wszelkiego przyspieszenia jest moc. Jeśli ruchomy korpus doświadcza przyspieszenia centralowego, charakter sił, z których działanie spowodowane tym przyspieszeniem może być różne. Na przykład, jeśli ciało porusza się wokół obwodu na linie dołączony do niego, aktywną siłą jest siłę elastyczności.

Jeśli ciało leżące na dysku obraca się z dyskiem wokół swojej osi, siła tarcia jest taką siłą. Jeśli moc zatrzymuje swoją działanie, ciało poruszy się w linii prostej

Rozważyć przesuwanie punktu na okręgu z A w B. Prędkość liniowa jest równa v. i v B. odpowiednio. Przyspieszenie - zmiana prędkości na jednostkę czasu. Znajdź różnicę wektory.