Криволинейное движение точки на примере движения по окружности с постоянной по модулю скоростью (уч.10кл.Стр.70-73)

Периодическое движение. Определение и примеры

Определение периода и частоты

Движение по окружности как пример периодического движения

Определение равномерного движения тела по окружности

Определение и формулы периода и частоты при равномерном движении по окружности

Фаза вращения и угловая скорость.

Определение угловой скорости и единицы измерения. Радиан, градус, оборот.

Период вращения через угловую скорость. Формула

Линейная скорость и ее вектор при движении по окружности. Формула. Зависимость от радиуса вращения.

Периодическое движение – движение, повторяющееся через равные промежутки времени.

Период – минимальный интервал времени, через который движение повторяется

Обозначение Т. Единица измерения – с

Различают два вида периодического движения:

- вращательное

- колебательное

Движение абсолютно твердого тела (не деформирующегося при движении и взаимодействии), при котором все его точки в данный момент времени движутся в одном направлении по плоскости или пространственной замкнутой траектории одинаково, называется поступательным движением.

Для его описания необходимо и достаточно описать движение одной точки тела.

Движение, при котором траектории всех точек тела являются окружностями с центром на одной прямой и все плоскости окружностей перпендикулярны этой прямой, называется вращательным движением.

Колебательное движение – движение вдоль одного и того же отрезка с изменением направления движения

При равномерном движении тела по окружности модуль скорости тела остается постоянным.

Если размерами тела можно пренебречь по сравнению с радиусом окружности, то тело можно рассматривать, как материальную точку.

2π (радиан) = 360^о – один полный оборот

Положение тела в пространстве можно описать тремя способами:

- с помощью пути, пройденного от начальной точка А до точки В

Время одного полного оборота по окружности

T =

Период вращения – время одного полного оборота по окружности

- с помощью угла поворота радиус-вектора относительно его начального положения

Фаза вращения α – угол поворота радиуса-вектора в произвольный момент времени относительно его начального положения

Угол поворота в единицу времени характеризует угловую скорость

Угловая скорость – физическая величина, равная отношению угла поворота тела к промежутку времени, в течении которого этот поворот произошел.

ω =

Единицы измерения = 1 рад/с (при измерении угла поворота в радианах)

Один полный оборот 360^o = 2π радиан

При равномерном вращении по окружности угловая скорость всех точек тела одинакова, и характеризует движения вращающегося тела в целом.

Период вращения – время одного оборота:

T =

Частота вращения – число оборотов в единицу времени:

ν =

Единица измерения – с^-1=1/с

ω = = 2πν

Линейная скорость при движении по окружности:

v = ωr = r = 2πνr

Линейная скорость растет пропорционально расстоянию r от оси вращения.

За промежуток времени t радиус-вектор поворачивается на угол α = ωt

Координаты меняются по законам синуса и косинуса

x = r cos(ωt)

y = r sin(ωt)

В случае равномерного вращения скорость меняется только по направлению

Нормальное ускорение a_n =

(математический смысл a_n = – производная скорости по времени)

при t→0 v→v (вектора v₁ и v₂ сближаются) и a_n = ; φ =

Угловое ускорение: E – векторная величина

E =

Единица измерения - рад/c²

В общем случае уравнения вращательного движения:

v(t) = v₀ + at

r(t) = r₀ + v_0t +

φ(t) = ω_0t +

ω(t) = ω₀ + Et

Угловая скорость характеризует быстроту вращения

ω = (производная углового перемещения по времени)

Угловое перемещение  – векторная величина, равная углу поворота радиус-вектора (r = r₂ - r₁) и направленная перпендикулярно плоскости вращения по правилу винта

Единица измерения - рад

Связь между линейной и угловой скоростью:

v = ωr

Принцип независимости движений рассматривает движение любой точки тела как сумму двух движений – поступательного и вращательного: