Занятие № 2

КИНЕМАТИКА ТОЧКИ. СЛОЖНЫЙ ВИД ДВИЖЕНИЯ. ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ И ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТОЧКИ.

Учебная цель: научиться применять законы кинематики точки при решении практических задач.

Литература

Основная: Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989. - Гл. 1, § 1.2 – 1.4.

Дополнительная: Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1987. - Т. 1, гл. 1, § 8 – 11.

Контрольные вопросы при подготовке к занятию.

1. Что называется поступательным движением твердого тела? Приведите примеры.

2. Какое движение называется равнопеременным? По каким формулам определяются ускорение, скорость и путь равнопеременного прямолинейного движения?

3. Что называется вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси?

4. Какие угловые кинематические параметры целесообразно ввести для характеристики вращательного движения и почему?

5. Дайте определение, расчетные формулы и единицы измерения угловых кинематических параметров.

6. Напишите формулы связи между угловыми и линейными кинематическими параметрами.

Основные определения и формулы.

Поступательным называется движение абсолютно твердого тела, при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе.

Скорость и пройденный путь при прямолинейном равнопеременном движении определяются, соответственно, по формулам:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

Е ще одним примером равнопеременного движения может служить свободное падение тел у поверхности Земли с ускорением свободного падения g.

Уравнения скорости и пути при таком виде движения будут иметь вид:

(2.5)

(2.6)

(2.7)

Движение абсолютно твёрдого тела, при котором его точки описывают окружности, центры которых лежат на одной прямой, являющейся осью вращения, называется вращательным движением вокруг неподвижной оси.

Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени (показывает на какой угол поворачивается радиус-вектор в единицу времени):

[рад/с] (2.8)

Вращение тела с постоянной по величине угловой скоростью называется равномерным. В этом случае угловая скорость может быть определена

(2.9)

Равномерное движение можно характеризовать периодом вращения Т (с) – промежутком времени в течение которого вращающееся вокруг неподвижной оси тело совершает полный оборот, т.е. поворачивается на угол  = 2.

Тогда угловая скорость равна

(2.10)

(2.11)

Число полных оборотов, совершаемых телом при равномерном вращении в единицу времени называется частотой обращения:

v (2.12)

откуда

v (2.13)

угловое ускорение тела, равный первой производной его угловой скорости или второй производной от угла поворота по времени:

[рад/с².] (2.14)

Формулы связи угловых и линейных величин:

(2.15)

(2.16)

(2.17)

(2.18)

В случае равнопеременного вращения ε = const.

ω = ω₀ + εt. (2.19)

. (2.20)