
- •Раздел I. Физические основы механики
- •Тема 1.1. «кинематика прямолинейного и криволинейного движения»
- •§ 1.1.1 Кинематика прямолинейного движения
- •Равномерное прямолинейное движение
- •Равнопеременное прямолинейное движение
- •Неравнопеременное прямолинейное движение
- •§ 1.1.2 Кинематика криволинейного движения
- •Равномерное криволинейное движение
- •Равнопеременное криволинейное движение
- •Неравнопеременное криволинейное движение
Равномерное криволинейное движение
Равнопеременное криволинейное движение
Неравнопеременное криволинейное движение
1. Равномерное криволинейное движение – это движение с постоянной угловой скоростью. Соответственно, если угловая скорость не изменяется, то угловое ускорение будет равно нулю:
ω = const, ε = 0.
Уравнение, описывающее равномерное криволинейное движение имеет вид:
(1.10)
Отсюда:
и
.
2. Равнопеременное криволинейное движение – это движение с постоянным угловым ускорением. В этом случае угловая скорость изменяется, но равномерно, т.е. за каждую секунду на одну и ту же величину. Запишем признаки этого движения:
ω ≠ const, ε = const (при этом ε ≠ 0).
Уравнения, описывающие это движение, имеют следующий вид:
(1.11),
(1.12).
3. Неравнопеременное криволинейное движение – это движение с переменным угловым ускорением. В случае этого движения и угловая скорость, и угловое ускорение изменяются произвольным образом. Т.е. признаки этого движения выглядят следующим образом:
ω ≠ const, ε ≠ const.
А уравнения, описывающие это движения, имеют следующий вид:
(1.13),
(1.14).
Как указывалось в §1.1, в формулах (1.13) и (1.14) применяется действие дифференцирования. Соответственно, посредством интегрирования получаем еще две формулы для расчета неравнопеременного криволинейного движения.
Из (1.13) имеем:
Из (1.14) имеем:
(1.15)
(1.16).
Нетрудно заметить, что все приведенные в §1.2 формулы легко получить из формул, приведенных в §1.1, если формально подставить вместо линейных величин угловые:
S→φ, υ→ω, a→ε.
Для сравнения сведем все имеющиеся формулы в таблицу 1.3:
Табл.1.3
Вид движения |
Прямолинейное движение |
Криволинейное движение |
||
Формулы |
Признаки |
Формулы |
Признаки |
|
Равномерное |
|
υ=const, a=0 |
|
ω = const, ε = 0 |
Равно- переменное |
|
υ ≠ const, a = const (a≠0) |
|
ω ≠ const, ε = const (ε ≠ 0)
|
Неравно- переменное |
|
υ ≠ const, a ≠ const |
|
ω ≠ const, ε ≠ const |
Итак, мы выяснили, что для описания криволинейного движения используется два вида величин: линейные и угловые. Осталось лишь установить математическую связь между ними. Имея в распоряжении все необходимые величины, это сделать несложно:
υ = ωr (1.17), an = ω2r (1.18), at = εr (1.20),
(1.19),
(1.21).