
- •Раздел 1. Механика.
- •Введение
- •Физика – наука о материи и формах ее движения
- •Содержание теоретического курса физики
- •Раздел 1. Механика
- •Раздел 1. Механика
- •§ 1.1 Поступательное и вращательное движение
- •Основные кинематические характеристики поступательного движения
- •Cоставляющие ускорения:
- •Основные динамические характеристики поступательного движения
- •Основные кинематические характеристики вращательного движения
- •Связь между линейными и угловыми характеристиками
- •Основные динамические характеристики вращательного движения
- •Аналогия между поступательным и вращательным движениями
- •Основные законы поступательного движения
- •Основные законы вращательного движения
- •Общие законы поступательного и вращательного движения
- •Моменты инерции однородных тел правильной формы
- •Волновые процессы
Основные кинематические характеристики вращательного движения
УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ – векторная величина, характеризующая быстроту вращения тела.
Средняя угловая
скорость –
векторная физическая величина, равная
отношению угла поворота
|
|
Мгновенная угловая скорость – вектор, определяемый первой производной угла поворота тела по времени:
|
|
Вектор
направлен вдоль оси вращения по правилу
правого винта: вектор угловой
скорости совпадает по направлению с
поступательным движением острия винта,
который вращается в направлении движения
точки по окружности.
Единица угловой скорости – радиан в секунду (рад/с) – равен угловой скорости равномерно вращающегося тела, все точки которого за 1 с поворачиваются на угол 1 рад.
ПЕРИОД ВРАЩЕНИЯ – время, за которое
точка совершает один полный оборот,
т.е. поворачивается на угол
:
[c]
Так как промежутку времени
соответствует
, то
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ – число полных оборотов, совершаемых телом при его равномерном движении:
[c-1] , откуда
УГЛОВОЕ УСКОРЕНИЕ - векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:
[рад/с2]
Единица углового ускорения – радиан на секунду в квадрате (рад/с2) – равен угловому ускорению равноускоренно вращающегося тела, при котором оно за 1с изменяет угловую скорость на 1 рад/с.
Направление
вектора
вектор углового ускорения направлен по оси вращения в сторону вектора элементарного приращения угловой скорости.
|
|
|
|
При ускоренном движении вектор
параллелен вектору
|
При замедленном – антипараллелен. |
Связь между линейными и угловыми характеристиками
- связь между длиной пути S, пройденного точкой по окружности радиуса R и углом поворота φ
S=φ·R [м]
- связь между линейной скоростью v и угловой скоростью ω
v=ω·R [м/с]
Основные динамические характеристики вращательного движения
МОМЕНТ ИНЕРЦИИ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ относительно данной оси – скалярная величина, равная произведению массы точки на квадрат расстояния от этой точки до оси
,
[кг·м2]
где m – масса точки, r - расстояние от точки до оси.
МОМЕНТ
СИЛЫ
(относительно неподвижной точки О)–
физическая величина, определяемая
векторным произведением радиуса-вектора
Модуль момента силы:
|
|
|
где
|
||
МОМЕНТ
ИМПУЛЬСА относительно
неподвижной точки О –
физическая
величина, определяемая
векторным
произведением радиуса-вектора
,
проведенного из точки О
в точку А,
на вектор импульса
|
|
|
Модуль вектора момента импульса:
|
где - угол между векторами и ;
-
плечо вектора
относительно точки О.