Равномерное движение по окружности
Наряду с равноускоренным прямолинейным движением очень часто приходится встречаться с равномерным движением по окружности. Такое движение могут совершать точки вращающихся колес, валов и роторов турбин, искусственные спутники, обращающиеся по круговым орбитам, и т. д. При равномерном движении по окружности числовое значение скорости остается постоянным. Однако направление скорости при таком движении непрерывно изменяется.
В каждой точке круговой траектории скорость частицы направлена по касательной к траектории в этой точке (рис.
Коснемся вращающегося точильного камня, имеющего форму диска, стальным резцом. Мы увидим, что раскаленные частицы камня, имеющие в момент отрыва от него определенную скорость, будут отлетать от диска по касательной к нему (рис. 8). 
Из-за непрерывного изменения направления скорости тело, движущееся по окружности, обладает ускорением. Это ускорение характеризует не быстроту изменения числового значения скорости (которое в данном случае не меняется), а быстроту изменения ее направления.
В какую сторону направлено ускорение тела при равномерном движении по окружности? Оно не может быть направлено ни в ту же сторону, что и скорость (так как скорость тела при этом увеличивалась бы и движение не было бы равномерным), ни в противоположную сторону (так как скорость тела при этом стала бы уменьшаться, что снова сделало бы движение неравномерным).
При равномерном движении по окружности ускорение тела все время направлено к ее центру (рис. 9). По этой причине оно называется Центростремительным ускорением.
Чтобы найти центростремительное ускорение, надо скорость движения возвести в квадрат и разделить на радиус окружности, по которой движется тело: 
Мы не будем доказывать эту формулу, так как ее доказательство достаточно сложно.
1. Что происходит с числовым значением и направлением скорости тела при равномерном движении по окружности? 2. Что характеризует центростремительное ускорение? Почему оно так называется?
3. По какой формуле находится центростремительное ускорение?
(9 votes, average: 2,56 out of 5)Related posts:
- Равномерное движение по окружности 1. Основные характеристики равномерного движения по окружности Движение по окружности часто встречается в природе и технике: по траекториям, близким к окружностям, движутся планеты вокруг Солнца, Луна и искусственные спутники Земли, точки колес и вращающихся деталей механизмов. Мы ограничимся в нашем курсе равномерным движением по окружности. Напомним, что равномерным называют движение, при котором тело за любые […]...
- Неравномерное движение по окружности в вертикальной плоскости 1. Груз, подвешенный на нити и стержне Шарик массой m подвешен в точке O на нити длиной l (рис. 33.1). Отведем его на угол 90′ и отпустим без толчка. Шарик начнет двигаться по окружности. Обозначим скорость, с которой шарик проходит положение равновесия (рис. 33.2). ? 1. Используя рисунок 33.2, ответьте на вопросы: а) Какие силы […]...
- Сложение скоростей и переход в другую систему отсчета при движении вдоль одной прямой 1. Сложение скоростей В некоторых задачах рассматривается движение тела относительно другого тела, которое также движется в выбранной системе отсчета. Рассмотрим пример. По реке плывет плот, а по плоту идет человек в направлении течения реки — в том направлении, куда плывет плот (рис. 3.1, а). Используя установленный на плоту столб, можно отмечать как перемещение плота относительно […]...
- Прямолинейное равноускоренное движение 1. Определение прямолинейного равноускоренного движения Поставим опыт Изучим, как скатывается шарик с наклонной плоскости. На рисунке 5.1 показаны последовательные положения шарика через равные промежутки времени. Видно, что шарик движется неравномерно: пути, проходимые им за последовательные равные промежутки времени, увеличиваются. Следовательно, скорость шарика увеличивается. Движение шарика, скатывающегося с наклонной плоскости, является примером прямолинейного равноускоренного движения. Такое […]...
- Ускорение В курсе физики VII класса вы изучали самый простой вид движения — равномерное движение по прямой линии. При таком движении скорость тела была постоянной и тело за любые равные промежутки времени проходило одинаковые пути. Большинство движений, однако, нельзя считать равномерными. На одних участках тела могут иметь меньшую скорость, на других — большую. Например, поезд, отходящий […]...
- Движение Равномерное движение Величина скорости показывает, какое расстояние s может преодолеть тело за определенное время t. Если машина ехала со скоростью 100 километров в час, это значит, что расстояние в 100 километров машина проехала за один час. Если эта скорость является постоянной, то мы имеем дело с равномерным движением тела. Таким образом, скорость тела определяет отношение […]...
- Перемещении при прямолинейном равноускоренном движении 1. Нахождение пути по графику зависимости скорости от времени Покажем, как можно найти пройденный телом путь с помощью графика зависимости скорости от времени. Начнем с самого простого случая — равномерного движения. На рисунке 6.1 изображен график зависимости v(t) — скорости от времени. Он представляет собой отрезок прямой, параллельной осн времени, так как при равномерном движении […]...
- Скорость прямолинейного равномерного движения Представим себе, что мы имеем дело с равномерно движущимся по прямой велосипедистом, который проезжает за каждую секунду не 5 м (как в предыдущем параграфе), а, например, 10 м. При этом выбрана та же система отсчета. Тогда зависимость координаты фары от времени будет выглядеть несколько иначе, так как в правой части полученного нами выражения на месте […]...
- Движение по окружности под действием нескольких сил 1. Поворот транспорта Движение по горизонтальной дороге Напомним, что ускорение тела, движущегося со скоростью v по окружности радиусом r, направлено к центру окружности (центростремительное ускорение). Модуль ускорения A = v2/r. Согласно второму закону Ньютона = m, Где — равнодействующая всех приложенных к телу сил. Пусть автомобиль совершает поворот на горизонтальной дороге, двигаясь равномерно по дуге […]...
- Скорость Проделаем опыт. Установим на тележку капельницу (рис. 11). Из капельницы через одинаковые промежутки времени падают капли окрашенной жидкости. Если присоединить к тележке груз (как это показано на рисунке 11), то при определенной его величине расстояния между следами, оставленными каплями на бумаге (при движении тележки), могут оказаться равными. Это означает, что тележка за одинаковые промежутки времени […]...
- Свободное падение тел Падение тел — один из самых часто наблюдаемых видов движения. Изучать падение тел люди начали очень давно. Роняя на землю различные предметы, они установили, что отпущенные без начальной скорости предметы падают вертикально вниз. (Напомним, что вертикалью называют линию отвеса, неподвижного относительно Земли.) На основании этого был сделан вывод: такое движение является прямолинейным. Сложнее было установить […]...
- Вес и невесомость 1. Вес тела, движущегося с ускорением В § 12 мы доказали, что вес покоящегося тела равен действующей на это тело силе тяжести. Рассмотрим теперь вес тела, движущегося с ускорением. Это ускорение телу сообщает равнодействующая силы тяжести и силы, действующей со стороны опоры (или подвеса). Поэтому, говоря далее об ускорении тела, мы должны понимать, что оно […]...
- Три закона Ньютона Раздел механики, в котором изучают, как взаимодействие тел влияет на их движение, называют динамикой. Основные законы динамики открыли итальянский ученый Галилео Галилей и английский ученый Исаак Ньютон. Вы изучали эти законы в курсе физики основной школы. Напомним их. 1. Первый закон ньютона (закон инерции) Повторим один из опытов, которые поставил итальянский ученый Галилео Галилей. Поставим […]...
- Сложение скоростей и переход в другую систему отсчета при движении на плоскости 1. Сложение скоростей Пусть человек идет поперек плота, плывущего по реке. При этом скорость человека относительно плота перпендикулярна скорости течения (рис. 9.1, вид сверху). Из правила сложения скоростей (см. § 3) следует: где Чб — скорость человека относительно берега, Чп — скорость человека относительно плота, Пб — скорость плота относительно берега (скорость течения). На рисунке […]...
- Свободное падение и движение тела, брошенного вертикально вверх 1. Свободное падение тела Закономерности падения тел открыл Галилео Галилей. Знаменитый опыт с бросанием шаров с наклонной Пизанской башни (рис. 7.1, а) подтвердил его предположение, что если сопротивлением воздуха можно пренебречь, то все тела падают одинаково. Когда с этой башни бросили одновременно пулю и пушечное ядро, они упали практически одновременно (рис. 7.1, б). Падение тел […]...
- Мгновенная и средняя скорость 1. Мгновенная скорость В этом параграфе мы будем рассматривать неравномерное движение. Однако при этом нам пригодится то, что мы знаем о прямолинейном равномерном движении. На рисунке 4.1 показаны положения разгоняющегося автомобиля на прямом шоссе с интервалом времени 1 с. Стрелка указывает на зеркальце заднего вида, положение которого мы рассмотрим далее более подробно. Мы видим, что […]...
- Ускорение Мы выяснили, что движущийся по дороге автомобиль практически все время изменяет свою скорость. Так, если во время движения водитель нажимает на педаль тормоза, скорость автомобиля уменьшается. Если водитель нажимает на педаль газа, скорость автомобиля, наоборот, возрастает. При этом под словом «скорость» мы подразумеваем, как это было отмечено в предыдущем параграфе, мгновенную скорость. Таким образом, если […]...
- Второй закон Ньютона Прежде чем сформулировать один из важнейших законов механики, подведем итог приобретенным знаниям. Напомним, что пока мы ведем разговор только о точечных телах. При наблюдении за точечным телом из инерциальной системы отсчета выполняются следующие правила (рис. 85). Если сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю, то это тело движется равномерно прямолинейно или покоится. Иначе говоря, […]...
- Всемирное тяготение 1. Закон всемирного тяготения Вы уже знаете, что между всеми телами действуют силы притяжения, называемые силами всемирного тяготения. Их действие проявляется, например, в том, что тела падают на Землю, Луна вращается вокруг Земли, а планеты вращаются вокруг Солнца. Если бы силы тяготения исчезли, Земля улетела бы от Солнца (рис. 14.1). Закон всемирного тяготения сформулировал во […]...
- Вращательное движение Расскажу вам о вращательном движении. На первый взгляд может даже показаться, что вращательное движение нарушает законы механики. В чем же нарушение и каких законов? Ну, скажем, закон инерции. Ведь всякое тело, если на него не действуют уравновешенные силы, должно или покоиться, или двигаться равномерно и прямолинейно. Но вот я даю боковой толчок этому глобусу, и […]...
- Движение тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту 1. Движение тела, брошенного горизонтально Если сопротивлением воздуха можно пренебречь, то брошенное как угодно тело движется с ускорением свободного падения . Рассмотрим сначала движение тела, брошенного горизонтально со скоростью v_vec0 с высоты h над поверхностью земли (рис. 11.1). В векторном виде зависимость скорости тела от времени t выражается формулой В проекциях на оси координат: Vx […]...
- Сила реакции опоры. Вес Положим камень на горизонтальную крышку стола, стоящего на Земле (рис. 104). Поскольку ускорение камня относительно Земли равно пулю, то по второму закону Ньютона сумма действующих на него сил равна нулю. Следовательно, действие на камень силы тяжести m — g должно компенсироваться какими-то другими силами. Ясно, что под действием камня крышка стола деформируется. Поэтому со стороны […]...
- «Секреты» прямолинейного равноускоренного движения Продолжим исследование прямолинейного равноускоренного движения, начатое в § 6. 1. Средняя скорость Напомним (см. § 6), что при прямолинейном движении в одном направлении путь l численно равен площади фигуры, заключенной под графиком зависимости v(t). Используя этот факт, докажем, что в этом случае средняя скорость равна среднему арифметическому начальной и конечной скорости: Vср = (v0 + […]...
- Масса тела. Плотность вещества Теперь, когда мы знаем, как измерить действующую на тело силу, попробуем одной и той же силой действовать на разные тела. Если вы будете действовать одной и той же силой на небольшое яблоко, баскетбольный мяч и большой арбуз, то убедитесь, что эти тела будут разгоняться по-разному. Значит, несмотря на то что тела испытывают одинаковое действие, они […]...
- Движение системы тел 1. Гладкая горка и шайба Горка с одной вершиной Пусть на гладком столе покоится гладкая горка массой M и высотой H (рис. 34.1). На нее налетает со скоростью 0 шайба массой m. Двигаясь по горке, шайба не отрывается от нее. Возможны три варианта развития событий. 1) Шайба не достигнет вершины горки и соскользнет по тому […]...
- Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке […]...
- Средняя и мгновенная скорости Сквозь смежную метель мчится, сверкая огнями, экспресс. Вдруг поезд резко затормозил и остановился перед красным сигналом светофора. Никто из пассажиров, вероятно, и не подумал, что именно этот сигнал предупредил катастрофу: без него экспресс на полном ходу врезался бы в товарный поезд, оказавшийся на пути движения экспресса. Прислушаемся к разговору, который происходит в одном из купе […]...
- Движение системы тел. Учет трения между телами системы 1. Тела в начальном состоянии движутся друг относительно друга Пусть на гладком столе лежит доска длиной L и массой mд. На краю доски находится небольшой брусок массой mб (рис. 24.1). Коэффициент трения между бруском и доской μ. В начальный момент доска покоится, а бруску толчком сообщают начальную скорость 0, направленную вдоль доски. Как будут двигаться […]...
- Задачи и упражнения к главе 1 «Кинематика» 1. Укажите, относительно каких тел пассажир, сидящий в каюте плывущего теплохода, находится в покое и относительно каких тел он движется. 2. Укажите, относительно каких тел ученик, читающий дома книгу, находится в покое и относительно каких тел он движется. 3. Выразите в метрах в секунду следующие скорости: 9 км/ч, 36 км/ч, 108 км/ч, 30 м/мин, 20 […]...
- Путь при прямолинейном равномерном движении Выясним, как определить путь, пройденный телом при прямолинейном равномерном движении за некоторый промежуток времени, если известна зависимость координаты от времени в графическом виде, как, например, на рис. 47. В течение промежутка времени от t0 = 0 до t1 = 4 с рассматриваемое тело двигалось с постоянной скоростью, имеющей значение v01 = 2 м/с. Как вы […]...
- Прямолинейное равномерное движение 1. Скорость Поставим опыт Толкнем тележку, находящуюся на горизонтальной поверхности, по которой она может двигаться практически без трения (можно использовать тележку на воздушной подушке). На рисунке 2. 1 изображены положения тележки через равные промежутки времени. Мы видим, что за разные промежутки времени тележка совершает одинаковые перемещения. Движение тела, при котором оно за любые равные промежутки […]...
- Скорость при равноускоренном движении Теория равноускоренного движения была разработана знаменитым итальянским ученым Галилео Галилеем. В своей книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к Механике и Местному движению», вышедшей в 1638 г., Галилей впервые дал определение равноускоренного движения и доказал ряд теорем, в которых описывались его закономерности. Приступая к изучению равноускоренного прямолинейного движения, выясним сначала, […]...
- Прямолинейное неравномерное движение. Средняя скорость Как вы понимаете, в жизни практически невозможно встретить тело, движущееся точно равномерно. Поэтому мы с вами переходим к изучению более сложных видов движения. Рассмотрим простой пример. Пусть автомобиль, который едет из Москвы в Санкт-Петербург по прямой, за 10 ч проезжает 600 км (рис. 50). Будем считать автомобиль точечным телом, так как его размеры по сравнению […]...
- Скорость при прямолинейном равноускоренном движении При движении реального тела, например едущего из Москвы в Санкт-Петербург автомобиля, его ускорение может все время изменяться. При этом зависимость ускорения автомобиля от времени может быть достаточно сложной. Мы начнем изучение ускоренного движения с самого простого его вида — прямолинейного равноускоренного движения. Прямолинейное движение тела называют равноускоренным, если в процессе движения значение ускорения остается постоянным, […]...
- Действие одного тела на другое. Закон инерции Представим себе, что на горизонтальной дороге стоит тележка с песком (рис. 65, а). Если мы начнем ее толкать, то тележка начнет двигаться относительно Земли (рис. 65, б). Ее скорость будет изменяться — у тележки появится ускорение в системе отсчета, связанной с Землей. В этом случае принято говорить, что на тележку подействовали, т. е. тележка испытала […]...
- Относительное движение брошенных тел. Отскок от наклонной плоскости 1. Относительное движение брошенных тел Пусть в некоторый момент (t = 0) из точки A на высоте h начинает падать яблоко (рис. 12.1). Лежащий на траве юный стрелок в тот же момент стреляет из пружинного пистолета, намереваясь попасть «в яблочко». Пистолет находится в точке B на расстоянии d от вертикали, вдоль которой падает яблоко, а […]...
- Почему Луна не падает на Землю. Доклад на кружке «Юный физик» в VIII классе Ученик. Широко известен рассказ о том, что на открытие закона всемирного тяготения Ньютона навело падение яблока с дерева. Насколько достоверен этот рассказ, мы не знаем, но остается фактом, что вопрос, который мы собрались сегодня обсудить: «Почему Луна не падает на Землю?», интересовал Ньютона и привел его к открытию закона тяготения. Ньютон утверждал, что между Землей […]...
- Кинетическая энергия и механическая работа 1. Кинетическая энергия Пусть на покоящееся вначале тело массой m действуют постоянные силы, равнодействующую которых обозначим (рис. 29.1). Если перемещение тела равно , работа равнодействующей Aрд = Fs. (1) Индекс «рд» подчеркивает, что речь идет о работе равнодействующей всех приложенных к телу сил. Дело в том, что мы будем использовать сейчас второй закон Ньютона, согласно […]...
- Путь при прямолинейном равноускоренном движении в одном направлении Изучение прямолинейного равноускоренного движения мы начнем со случая, когда тело движется все время в положительном направлении оси X. Нам известно, что при этом путь s, модуль перемещения тела |Δx| и изменение его координаты Δx = xк — x0 равны между собой. Итак, пусть тело (например, автомобиль) движется прямолинейно с постоянным ускорением a в положительном направлении […]...
- Условия применения закона сохранения импульса Как мы уже говорили, в точности замкнутых систем тел не существует. Поэтому возникает вопрос: в каких случаях можно применять закон сохранения импульса к незамкнутым системам тел? Рассмотрим эти случаи. 1. Внешние силы уравновешивают друг друга или ими можно пренебречь С этим случаем мы уже познакомились в предыдущем параграфе на примере двух взаимодействующих тележек. В качестве […]...