Рівномірний рух матеріальної точки по колу

Фізика 7 клас · Криволінійний рух · Рівномірне обертання

Світ у русі: Де ми бачимо обертання?

Природні явища

Обертання Землі навколо своєї осі, рух планет, водовороти — природа повна обертального руху.

Побутові механізми

Стрілки годинника, барабан пральної машини, колеса автомобіля — техніка теж обертається.

Криволінійний рух

На відміну від прямолінійного, криволінійний рух складніший — напрямок вектора швидкості постійно змінюється.

Що таке рівномірний рух по колу?

Рівні дуги — рівні часи

Точка проходить однакові дуги за рівні проміжки часу — ознака рівномірності руху.

Модуль швидкості сталий

Числове значення швидкості не змінюється, але вектор швидкості постійно змінює напрямок.

Швидкість — дотична до кола

У кожній точці вектор швидкості спрямований по дотичній до траєкторії.

Період обертання T

Час, за який тіло здійснює один повний оберт по колу. Чим повільніше обертається тіло — тим більший його період.

де t — загальний час (с), N — кількість повних обертів.

Обертова частота n

Визначення

Кількість повних обертів, які тіло здійснює за одиницю часу. Чим швидше крутиться — тим більша частота.

Формула та одиниці

Одиниця вимірювання: об/с або 1/с (Герц)

Зв'язок періоду та частоти

Ці дві величини є взаємно оберненими — якщо одна зростає, інша зменшується.

Частота через період

Період через частоту

Приклад

Колесо робить 2 об/с → Period = 0,5 с

Лінійна швидкість v

Фізичний зміст

За один період T точка проходить шлях, рівний довжині всього кола:

Звідси лінійна швидкість:

Кутова швидкість ω

Визначення

Кутова швидкість показує, наскільки швидко змінюється кут повороту радіуса за одиницю часу.

Одиниця виміру

Вимірюється у радіанах за секунду (рад/с). За один повний оберт кут = 2π рад.

Формула

Доцентрове прискорення

Навіть при незмінному модулі швидкості тіло має прискорення, адже вектор швидкості весь час обертається.

Напрямок

Вектор доцентрового прискорення завжди спрямований до центра кола — перпендикулярно до вектора швидкості.

Формула

Підсумки та висновки

01

Рівномірне обертання — це периодичний процес

Модуль швидкості сталий, але напрямок постійно змінюється. Рух описується чіткими фізичними величинами.

02

Ключові формули

Ми навчились розраховувати T, n, v, ω та a — всі величини пов'язані між собою через радіус і час.

03

Практичне значення

Фізика руху по колу пояснює роботу двигунів, планетарні орбіти та безліч технічних механізмів навколо нас.