пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Угловая скорость. Угловое ускорение.

Рассмотрим твердое тело, которое вращается вокруг неподвижной оси. Тогда отдельные точки этого тела будут описывать окружности разных радиусов, центры которых лежат на оси вращения. Пусть некоторая точка движется по окружности радиуса R (рис.6). Ее положение через промежуток времени t зададим углом . Элементарные (бесконечно малые) углы поворота рассматривают как векторы. Модуль вектора d равен углу поворота, а его направление совпадает с направлением поступательного движения острия винта, головка которого вращается в направлении движения точки по окружности, т. е. подчиняется правилу правого, винта (рис.6). Векторы, направления которых связываются с направлением вращения, называются псевдовекторами или аксиальными векторами. Эти векторы не имеют определенных точек приложения: они могут откладываться из любой точки оси вращения.

 

^ Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени:

image23

image24image24

 

Линейная скорость точки (см. рис. 6)

image25

В векторном виде формулу для линейной скорости можно написать как векторное произведение:

image26
При этом модуль векторного произведения, по определению, равен image27, а направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от  к R.

Если =const, то вращение равномерное и его можно характеризовать периодом вращения Т — временем, за которое точка совершает один полный оборот, т. е. поворачивается на угол 2. Так как промежутку времени t=T соответствует =2, то = 2/Т, откуда

image28

Число полных оборотов, совершаемых телом при равномерном его движении по окружности, в единицу времени называется частотой вращения:

image29

^ Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:

image30

При вращении тела вокруг неподвижной оси вектор углового ускорения направлен вдоль оси вращения в сторону вектора элементарного приращения угловой скорости. При ускоренном движении вектор

image31

 сонаправлен вектору  (рис.8), при замедленном.— противонаправлен ему (рис. 9).
 

Тангенциальная составляющая ускорения

image32

Нормальная составляющая ускорения

image33

Таким образом, связь между линейными (длина пути s, пройденного точкой по дуге окружности радиуса R, линейная скорость v, тангенциальное ускорение а, нормальное ускорение аn) и угловыми величинами (угол поворота , угловая скорость (о, угловое ускорение ) выражается следующими формулами:

image34

В случае равнопеременного движения точки по окружности (=const)

image35


17.01.2014; 10:56
хиты: 50
рейтинг:0
Естественные науки
физика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь