- •Занятие 1 кинематика поступательного и вращательного движения твердого тела
- •Литература
- •Контрольные вопросы для подготовки к занятию
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Величина полного ускорения
- •Виды и параметры движения
- •В случае равномерного вращательного движения угловая скорость
- •Поступательное и вращательное движения
- •Решение
- •Решение Для построения графика найдем характерные значения координаты: начальную координату, максимальную координату и равную нулю, моменты времени, соответствующие им.
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Качественные задачи
- •Задачи для самостоятельного решения
Величина полного ускорения
(1.5)
Направление полного ускорения определяется углами, которые оно образует с радиусом кривизны или с касательной (см. рис.1.1), косинусы этих углов:
(1.6)
Формулы для определения параметров движения материальной точки при различных видах поступательного движения сведены в табл.1.1.
Т а б л и ц а 1.1
Виды и параметры движения
|
Кинематические параметры движения
|
Равномерное |
Равнопеременное |
Неравномерное (криволинейное) |
|
Ускорение |
a = 0; an = 0 прямолинейное движение
a
= 0,
R=const движение по окружности |
a = const; an = 0 –прямолинейное движение
a
=
const; an
=
R =const – движение по окружности
a0-равноускоренное a0- равнозамедленное |
а const;
аn=
а=
a 0 - ускоренное a 0 - замедленное |
|
Скорость |
V=
V= |
V const Vt = V0 at
|
V const;
<V>=
|
|
Путь |
S = V t |
|
|
Задача кинематики вращательного движения состоит в том, чтобы уметь определять угол поворота твердого тела в любой момент времени, если известен начальный угол поворота, т.е. угловую скорость:
- при равномерном
вращательном движении (1.7)
- при неравномерном
вращательном движении, (1.8)
где - угол поворота.
Если угловая скорость постоянна, то угол поворота в любой момент времени определяется уравнением
t
(1.9)
Если начальный
угол поворота
0, то
t. (1.10)
В случае равномерного вращательного движения угловая скорость
,
(1.11)
где T - период обращения, - частота обращения, то есть число полных оборотов в единицу времени.
При неравномерном движении, подобно линейному касательному ускорению, вводится понятие углового ускорения:
(1.12)
Если движение равнопеременное, то
(1.13)
то есть угловое ускорение есть изменение угловой скорости в единицу времени.
Между линейными и угловыми кинематическими параметрами движения существует связь
![]()
,
то
;
(1.14)
Так как
![]()
то
;
(1.15)
Центростремительное (нормальное) ускорение
![]()
(1.16)
Таким образом, численные значения линейных величин s, V, a для какой-либо точки вращающегося тела равны соответствующим значениям отнесённых ко всему телу угловых кинематических величин (, , ), умноженных на радиус вращения этой точки.
В табл.1.2 приведено сопоставление уравнений поступательного и вращательного движений.
Т а б л и ц а 1.2
Поступательное и вращательное движения
|
Поступательное движение |
Вращательное движение |
|
Равномерное
s = V t Равнопеременное a = const V = V0 + a t
s =
V0
t
+
|
Равномерное
= t Равнопеременное = const
=
=
|

