https://accounts.google.com

Subtitrări din diapozitive:

Gandeste si raspunde! 1. Ce fel de mișcare se numește uniformă? 2. Cum se numește viteza mișcării uniforme? 3. Ce mișcare se numește uniform accelerată? 4. Care este accelerația unui corp? 5. Ce este deplasarea? Ce este o traiectorie?

Subiectul lecției: Simplu și mișcare curbilinie. Mișcarea unui corp într-un cerc.

Mișcări mecanice Rectilinie Curbilinie Mișcare de-a lungul unei elipse Mișcare de-a lungul unei parabole Mișcare de-a lungul unei hiperbole Mișcare de-a lungul unui cerc

Obiectivele lecției: 1. Cunoașterea caracteristicilor de bază ale mișcării curbilinii și relația dintre acestea. 2. Să fie capabil să aplice cunoștințele dobândite la rezolvarea problemelor experimentale.

Planul de studiu al subiectului Studierea materialului nou Condiții pentru mișcarea rectilinie și curbilinie Direcția vitezei corpului în timpul mișcării curbilinie Accelerația centripetă Perioada de revoluție Frecvența revoluției Forța centripetă Efectuarea sarcinilor experimentale frontale Munca independentă sub formă de teste În rezumat

După tipul de traiectorie, mișcarea poate fi: Curbiliniu Rectilinie

Condiții pentru mișcarea rectilinie și curbilinie a corpurilor (Experiment cu o minge)

p.67 Amintiți-vă! Lucrul cu manualul

Mișcarea circulară este un caz special de mișcare curbilinie

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrări din diapozitive:

Caracteristicile mișcării – viteza liniară a mișcării curbilinii () – accelerația centripetă () – perioada de revoluție () – frecvența revoluției ()

Ține minte. Direcția de mișcare a particulelor coincide cu tangenta la cerc

În mișcarea curbilinie, viteza corpului este direcționată tangențial la cerc.

În timpul mișcării curbilinie, accelerația este îndreptată spre centrul cercului.

De ce accelerația este îndreptată spre centrul cercului?

Determinarea vitezei - viteza - perioada de rotatie r - raza unui cerc

Când un corp se mișcă într-un cerc, mărimea vectorului viteză se poate modifica sau rămâne constantă, dar direcția vectorului viteză se schimbă în mod necesar. Prin urmare, vectorul viteză este o mărime variabilă. Aceasta înseamnă că mișcarea într-un cerc are loc întotdeauna cu accelerație. Ține minte!

Previzualizare:

Tema: Mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcarea unui corp într-un cerc.

Obiective: Studiați caracteristicile mișcării curbilinii și, în special, mișcării circulare.

Introduceți conceptul de accelerație centripetă și forță centripetă.

Continuarea lucrărilor de dezvoltare a competențelor cheie ale elevilor: capacitatea de a compara, analiza, trage concluzii din observații, generaliza datele experimentale pe baza cunoștințelor existente despre mișcarea corpului, dezvolta capacitatea de a utiliza conceptele de bază, formulele și legile fizice ale mișcării corpului la mutare; un cerc.

Promovează independența, învață copiii cooperarea, cultivă respectul pentru opiniile celorlalți, trezește curiozitatea și observația.

Echipament pentru lecție:computer, proiector multimedia, ecran, minge pe bandă elastică, minge pe sfoară, riglă, metronom, spinning top.

Proiecta: „Suntem cu adevărat liberi atunci când ne-am păstrat capacitatea de a raționa pentru noi înșine.” Cecerone.

Tip de lecție: lectie de invatare a materialelor noi.

Progresul lecției:

Moment organizatoric:

Declarația problemei: Ce tipuri de mișcări am studiat?

(Răspuns: uniform rectiliniu, rectiliniu uniform accelerat.)

Planul lecției:

1. Actualizare cunoștințe de bază (încălzire fizică) (5 min)

1. Ce fel de mișcare se numește uniformă?
2. Cum se numește viteza mișcării uniforme?
3. Ce fel de mișcare se numește accelerată uniform?
4. Care este accelerația unui corp?
5. Ce este mișcarea? Ce este o traiectorie?

1. Partea principală. Învățarea de materiale noi. (11 min)

1. Enunțarea problemei:

Temă către studenți:Să luăm în considerare rotația unei topuri, rotirea unei mingi pe o sfoară (demonstrație de experiență). Cum le poți caracteriza mișcările? Ce au în comun mișcările lor?

Profesor: Aceasta înseamnă că sarcina noastră în lecția de astăzi este să introducem conceptul de mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcările corpului în cerc.

(înregistrați tema lecției în caiete).

1. Subiectul lecției.

Slide numărul 2.

Profesor: Pentru a stabili obiective, vă sugerez să analizați modelul de mișcare mecanică.(tipuri de mișcare, caracter științific)

Slide numărul 3.

1. Ce obiective ne vom stabili pentru tema noastră?

Slide numărul 4.

1. Vă sugerez să studiați acest subiect după cum urmează plan (Selectați principal)

Sunteți de acord?

Slide numărul 5.

1. Aruncă o privire la poză. Luați în considerare exemple de tipuri de traiectorii găsite în natură și tehnologie.

Slide numărul 6.

1. Acțiunea unei forțe asupra unui corp în unele cazuri poate duce doar la o modificare a mărimii vectorului viteză al acestui corp, iar în altele - la o schimbare a direcției vitezei. Să arătăm acest lucru experimental.

(Efectuarea de experimente cu o minge pe o bandă elastică)

Slide numărul 7

1. Trageți o concluzie Ce determină tipul de traiectorie de mișcare?

(Răspuns)

Acum să comparăm această definiție cu cea dată în manualul dvs. de la pagina 67

Slide numărul 8.

1. Să ne uităm la desen. Cum poate fi legată mișcarea curbilinie de mișcarea circulară?

(Răspuns)

Adică, o linie curbă poate fi rearanjată sub forma unui set de arce circulare de diferite diametre.

Să conchidem:...

(Scrieți în caiet)

Slide numărul 9.

1. Să luăm în considerare ce mărimi fizice caracterizează mișcarea într-un cerc.

Slide numărul 10.

1. Să ne uităm la exemplul unei mașini care se mișcă. Ce zboară de sub roți? Cum se mișcă? Cum sunt direcționate particulele? Cum te protejezi de aceste particule?

(Răspuns)

Să încheiem : ...(despre natura mișcării particulelor)

Slide numărul 11

1. Să ne uităm la direcția vitezei când un corp se mișcă în cerc. (Animație cu un cal.)

Să conchidem:...( cum este direcționată viteza.)

Slide numărul 12.

1. Să aflăm cum este direcționată accelerația în timpul mișcării curbilinie, care apare aici datorită faptului că viteza se schimbă în direcție.

(Animație cu un motociclist.)

Să conchidem:...( care este directia de acceleratie?

Să-l notăm formula într-un caiet.

Slide numărul 13.

1. Uită-te la desen. Acum vom afla de ce accelerația este îndreptată spre centrul cercului.

(explicația profesorului)

Slide numărul 14.

Ce concluzii se pot trage despre direcția vitezei și a accelerației?

1. Există și alte caracteristici ale mișcării curbilinii. Acestea includ perioada și frecvența de rotație a corpului într-un cerc. Viteza și perioada sunt legate printr-o relație pe care o vom stabili matematic:

(Profesorul scrie pe tablă, elevii scriu în caiete)

Se știe, și calea, atunci.

De atunci

Slide numărul 15.

1. Ce concluzie generală se poate trage despre natura mișcării circulare?

(Răspuns)

Slide numărul 16. ,

1. Conform legii II a lui Newton, accelerația este întotdeauna co-direcționată cu forța care o produce. Acest lucru este valabil și pentru accelerația centripetă.

Să încheiem : Cum este direcționată forța în fiecare punct al traiectoriei?

(răspuns)

Această forță se numește centripetă.

Să-l notăm formula într-un caiet.

(Profesorul scrie pe tablă, elevii scriu în caiete)

Forța centripetă este creată de toate forțele naturii.

Dați exemple de acțiune a forțelor centripete după natura lor:

• forță elastică (piatră pe frânghie);
• forța gravitațională (planete în jurul soarelui);
• forța de frecare (mișcare de rotire).

Slide numărul 17.

1. Pentru a consolida acest lucru, vă sugerez să faceți un experiment. Pentru a face acest lucru, vom crea trei grupuri.

Grupa I va stabili dependența vitezei de raza cercului.

Grupa II va măsura accelerația atunci când se deplasează într-un cerc.

Grupa III va stabili dependența accelerației centripete de numărul de rotații pe unitatea de timp.

Slide numărul 18.

Rezumând. Cum depind viteza și accelerația de raza unui cerc?

1. Vom efectua teste pentru consolidarea inițială. (7 min)

Slide numărul 19.

1. Evaluează-ți munca la clasă. Continuați propozițiile de pe bucățile de hârtie.

(Reflecție. Elevii emit răspunsuri individuale cu voce tare.)

Slide numărul 20.

1. Teme pentru acasă: §18-19,

Ex. 18 (1, 2)

ex. 18 (5)

(Comentariile profesorului)

Slide numărul 21.

Cu ajutorul această lecție Puteți studia independent subiectul „Mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcarea unui corp într-un cerc cu o viteză absolută constantă.” În primul rând, vom caracteriza mișcarea rectilinie și curbilinie luând în considerare modul în care în aceste tipuri de mișcare vectorul viteză și forța aplicată corpului sunt legate. În continuare, luăm în considerare un caz special când un corp se mișcă într-un cerc cu o viteză constantă în valoare absolută.

În lecția anterioară ne-am uitat la probleme legate de legea gravitației universale. Tema lecției de astăzi este strâns legată de această lege ne vom referi la mișcarea uniformă a unui corp în cerc.

Am spus mai devreme că miscare - Aceasta este o schimbare în timp a poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri. Mișcarea și direcția de mișcare sunt, de asemenea, caracterizate de viteză. Schimbarea vitezei și tipul de mișcare în sine sunt asociate cu acțiunea forței. Dacă o forță acționează asupra unui corp, atunci corpul își schimbă viteza.

Dacă forța este îndreptată paralel cu mișcarea corpului, atunci o astfel de mișcare va fi direct(Fig. 1).

Orez. 1. Mișcare în linie dreaptă

Curbiliniu va exista o astfel de mișcare atunci când viteza corpului și forța aplicată acestui corp sunt direcționate una față de cealaltă la un anumit unghi (fig. 2). În acest caz, viteza își va schimba direcția.

Orez. 2. Mișcare curbilinie

Deci, când mișcare dreaptă vectorul viteză este direcționat în aceeași direcție cu forța aplicată corpului. O mișcare curbilinie este o astfel de mișcare atunci când vectorul viteză și forța aplicată corpului sunt situate la un anumit unghi unul față de celălalt.

Să luăm în considerare un caz special de mișcare curbilinie, când un corp se mișcă într-un cerc cu o viteză constantă în valoare absolută. Când un corp se mișcă în cerc cu viteza constanta, atunci se schimbă numai direcția vitezei. În valoare absolută rămâne constantă, dar direcția vitezei se schimbă. Această schimbare a vitezei duce la prezența accelerației în corp, care se numește centripetă.

Orez. 6. Mișcarea pe o cale curbă

Dacă traiectoria mișcării unui corp este o curbă, atunci ea poate fi reprezentată ca un set de mișcări de-a lungul arcurilor circulare, așa cum se arată în Fig. 6.

În fig. Figura 7 arată cum se modifică direcția vectorului viteză. Viteza în timpul unei astfel de mișcări este direcționată tangențial la cercul de-a lungul arcului căruia se mișcă corpul. Astfel, direcția sa este în continuă schimbare. Chiar dacă viteza absolută rămâne constantă, o modificare a vitezei duce la accelerare:

În acest caz accelerare va fi îndreptată spre centrul cercului. De aceea se numește centripet.

De ce accelerația centripetă este îndreptată spre centru?

Amintiți-vă că, dacă un corp se mișcă de-a lungul unei căi curbe, atunci viteza lui este direcționată tangențial. Viteza este o mărime vectorială. Un vector are o valoare numerică și o direcție. Viteza își schimbă continuu direcția pe măsură ce corpul se mișcă. Adică, diferența de viteze în diferite momente de timp nu va fi egală cu zero (), spre deosebire de mișcarea uniformă rectilinie.

Deci, avem o schimbare de viteză într-o anumită perioadă de timp. Raportul la este accelerația. Ajungem la concluzia că, chiar dacă viteza nu se schimbă în amploare, corpul performează mișcare uniformă de-a lungul circumferinței, există o accelerație.

Unde este îndreptată această accelerație? Să ne uităm la Fig. 3. Un corp se mișcă curbiliniu (de-a lungul unui arc). Viteza corpului în punctele 1 și 2 este direcționată tangențial. Corpul se mișcă uniform, adică modulele de viteză sunt egale: , dar direcțiile vitezelor nu coincid.

Orez. 3. Mișcarea corpului în cerc

Scădeți viteza din ea și obțineți vectorul. Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați începuturile ambilor vectori. În paralel, mutați vectorul la începutul vectorului. Construim până la un triunghi. A treia latură a triunghiului va fi vectorul diferenței de viteză (Fig. 4).

Orez. 4. Vector diferență de viteză

Vectorul este îndreptat spre cerc.

Să considerăm un triunghi format din vectorii viteză și vectorul diferențelor (Fig. 5).

Orez. 5. Triunghi format din vectori viteză

Acest triunghi este isoscel (modulele de viteză sunt egale). Aceasta înseamnă că unghiurile de la bază sunt egale. Să notăm egalitatea pentru suma unghiurilor unui triunghi:

Să aflăm unde este direcționată accelerația într-un punct dat pe traiectorie. Pentru a face acest lucru, vom începe să aducem punctul 2 mai aproape de punctul 1. Cu o astfel de diligență nelimitată, unghiul va tinde spre 0, iar unghiul va tinde spre . Unghiul dintre vectorul de schimbare a vitezei și vectorul viteză în sine este . Viteza este direcționată tangențial, iar vectorul de schimbare a vitezei este îndreptat spre centrul cercului. Aceasta înseamnă că accelerația este îndreptată și spre centrul cercului. De aceea se numește această accelerație centripetă.

Cum să găsești accelerația centripetă?

Să luăm în considerare traiectoria de-a lungul căreia se mișcă corpul. În acest caz este un arc de cerc (Fig. 8).

Orez. 8. Mișcarea corpului în cerc

Figura prezintă două triunghiuri: un triunghi format din viteze și un triunghi format din raze și vector de deplasare. Dacă punctele 1 și 2 sunt foarte apropiate, atunci vectorul deplasare va coincide cu vectorul cale. Ambele triunghiuri sunt isoscele cu aceleași unghiuri de vârf. Astfel, triunghiurile sunt asemănătoare. Aceasta înseamnă că laturile corespunzătoare ale triunghiurilor sunt egal legate:

Deplasarea este egală cu produsul dintre viteză și timp: . Înlocuind această formulă, putem obține următoarea expresie pentru accelerația centripetă:

Viteza unghiulara notat cu litera greacă omega (ω), indică unghiul prin care corpul se rotește pe unitatea de timp (Fig. 9). Aceasta este magnitudinea arcului in măsura gradului traversat de corp de-a lungul unui timp.

Orez. 9. Viteza unghiulară

Vă rugăm să rețineți că dacă solid se rotește, atunci viteza unghiulară pentru orice puncte de pe acest corp va fi o valoare constantă. Nu este important dacă punctul este situat mai aproape de centrul de rotație sau mai departe, adică nu depinde de rază.

Unitatea de măsură în acest caz va fi fie grade pe secundă () fie radiani pe secundă (). Adesea, cuvântul „radian” nu este scris, ci pur și simplu scris. De exemplu, să aflăm care este viteza unghiulară a Pământului. Pământul face o rotație completă într-o oră, iar în acest caz putem spune că viteza unghiulară este egală cu:

De asemenea, acordați atenție relației dintre vitezele unghiulare și cele liniare:

Viteza liniară este direct proporțională cu raza. Cu cât raza este mai mare, cu atât viteza liniară este mai mare. Astfel, îndepărtându-ne de centrul de rotație, ne creștem viteza liniară.

Trebuie remarcat faptul că mișcarea circulară cu o viteză constantă este un caz special de mișcare. Cu toate acestea, mișcarea în jurul cercului poate fi inegală. Viteza se poate schimba nu numai în direcție și rămâne aceeași în mărime, ci și în valoare, adică, pe lângă o schimbare de direcție, există și o schimbare a mărimii vitezei. În acest caz vorbim despre așa-numita mișcare accelerată într-un cerc.

Ce este un radian?

Există două unități pentru măsurarea unghiurilor: grade și radiani. În fizică, de regulă, măsura radianilor unghiului este cea principală.

Să construim un unghi central care se sprijină pe un arc de lungime.

Slide 2

Tema lecției: Mișcare rectilinie și curbilinie.

Mișcarea unui corp într-un cerc.

Slide 3

Mișcări mecanice Rectilinie Curbilinie Mișcare de-a lungul unei elipse Mișcare de-a lungul unei parabole Mișcare de-a lungul unei hiperbole Mișcare de-a lungul unui cerc

Slide 4

Obiectivele lecției: 1. Cunoașterea caracteristicilor de bază ale mișcării curbilinii și relația dintre acestea. 2. Să fie capabil să aplice cunoștințele dobândite la rezolvarea problemelor experimentale.

Slide 5

Planul de studiu al subiectului

Studierea materialului nou Condiții pentru mișcarea rectilinie și curbilinie Direcția vitezei corpului în timpul mișcării curbilinie Accelerația centripetă Perioada de revoluție Frecvența revoluției Forța centripetă Efectuarea sarcinilor experimentale frontale Lucru independent sub formă de teste Rezumat

Slide 6

După tipul de traiectorie, mișcarea poate fi: Curbiliniu Rectiliniu

Condiții pentru mișcarea rectilinie și curbilinie a corpurilor (Experiment cu o minge)

Slide 7

Slide 8

p.67 Amintiți-vă! Lucrul cu manualul

Slide 9

Mișcarea circulară este un caz special de mișcare curbilinie

Slide 10

Caracteristicile mișcării – viteza liniară a mișcării curbilinie () – accelerația centripetă () – perioada de revoluție () – frecvența revoluției ()

Slide 11

Ține minte. Direcția de mișcare a particulelor coincide cu tangenta la cerc

Slide 12

În mișcarea curbilinie, viteza corpului este direcționată tangențial la cerc.

Slide 13

În timpul mișcării curbilinie, accelerația este îndreptată spre centrul cercului.

De ce accelerația este îndreptată spre centrul cercului?

Slide 14

Slide 15

Determinarea vitezei - viteza - perioada de rotatie r - raza unui cerc

Slide 16

Când un corp se mișcă într-un cerc, mărimea vectorului viteză se poate modifica sau rămâne constantă, dar direcția vectorului viteză se schimbă în mod necesar. Prin urmare, vectorul viteză este o mărime variabilă. Aceasta înseamnă că mișcarea într-un cerc are loc întotdeauna cu accelerație.

Ține minte!

Forță centripetă forță elastică forță de frecare forță gravitațională Modelul atomului de hidrogen

Slide 18

1. Stabiliți dependența vitezei de raza2. Măsurați accelerația când vă deplasați într-un cerc3. Stabiliți dependența accelerației centripete de numărul de rotații pe unitatea de timp.

Experiment

Slide 19

Opțiunea 1Opțiunea 2 1. Corpul se mișcă uniform într-un cerc în sensul acelor de ceasornic în sens invers acelor de ceasornic Care este direcția vectorului de accelerație în timpul unei astfel de mișcări? a) 1; b) 2; c) 3; d) 4. 2. Mașina se deplasează cu o viteză absolută constantă de-a lungul traiectoriei figurii. În care dintre punctele indicate de pe traiectorie este accelerația centripetă minimă și maximă? 3. De câte ori se va schimba accelerația centripetă dacă viteza punct material

creste scadere de 3 ori? a) va crește de 9 ori; b) va scadea de 9 ori;

c) va crește de 3 ori; d) va scadea de 3 ori. Munca independentă

Slide 20

Continuați propoziția Azi la clasă mi-am dat seama că... mi-a plăcut ceva la lecție care... am fost mulțumit de lecție... sunt mulțumit de munca mea pentru că... aș dori să recomand...

Slide 21

Tema pentru acasă: §18-19, ex. 18 (1, 2) În plus, ex. 18 (5) Vă mulțumim pentru atenție. Mulțumesc pentru lecție!

În lecția anterioară ne-am uitat la probleme legate de legea gravitației universale. Tema lecției de astăzi este strâns legată de această lege ne vom referi la mișcarea uniformă a unui corp în cerc.

Am spus mai devreme că miscare - Aceasta este o schimbare în timp a poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri. Mișcarea și direcția de mișcare sunt, de asemenea, caracterizate de viteză. Schimbarea vitezei și tipul de mișcare în sine sunt asociate cu acțiunea forței. Dacă o forță acționează asupra unui corp, atunci corpul își schimbă viteza.

Dacă forța este îndreptată paralel cu mișcarea corpului, atunci o astfel de mișcare va fi direct(Fig. 1).

Orez. 1. Mișcare în linie dreaptă

Curbiliniu va exista o astfel de mișcare atunci când viteza corpului și forța aplicată acestui corp sunt direcționate una față de cealaltă la un anumit unghi (fig. 2). În acest caz, viteza își va schimba direcția.

Orez. 2. Mișcare curbilinie

Deci, când Vizualizați toate diapozitivele vectorul viteză este direcționat în aceeași direcție cu forța aplicată corpului. O mișcare curbilinie este o astfel de mișcare atunci când vectorul viteză și forța aplicată corpului sunt situate la un anumit unghi unul față de celălalt.

Cu ajutorul acestei lecții puteți studia în mod independent subiectul „Mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcarea unui corp într-un cerc cu o viteză absolută constantă.” În primul rând, vom caracteriza mișcarea rectilinie și curbilinie luând în considerare modul în care în aceste tipuri de mișcare vectorul viteză și forța aplicată corpului sunt legate. În continuare, luăm în considerare un caz special când un corp se mișcă într-un cerc cu o viteză constantă în valoare absolută. centripetă.

Orez. 6. Mișcarea pe o cale curbă

Dacă traiectoria mișcării unui corp este o curbă, atunci ea poate fi reprezentată ca un set de mișcări de-a lungul arcurilor circulare, așa cum se arată în Fig. 6.

În fig. Figura 7 arată cum se modifică direcția vectorului viteză. Viteza în timpul unei astfel de mișcări este direcționată tangențial la cercul de-a lungul arcului căruia se mișcă corpul. Astfel, direcția sa este în continuă schimbare. Chiar dacă viteza absolută rămâne constantă, o modificare a vitezei duce la accelerare:

În acest caz accelerare va fi îndreptată spre centrul cercului. De aceea se numește centripet.

De ce accelerația centripetă este îndreptată spre centru?

Amintiți-vă că, dacă un corp se mișcă de-a lungul unei căi curbe, atunci viteza lui este direcționată tangențial. Viteza este o mărime vectorială. Un vector are o valoare numerică și o direcție. Viteza își schimbă continuu direcția pe măsură ce corpul se mișcă. Adică, diferența de viteze în diferite momente de timp nu va fi egală cu zero (), spre deosebire de mișcarea uniformă rectilinie.

mișcare dreaptă

Unde este îndreptată această accelerație? Să ne uităm la Fig. 3. Un corp se mișcă curbiliniu (de-a lungul unui arc). Viteza corpului în punctele 1 și 2 este direcționată tangențial. Corpul se mișcă uniform, adică modulele de viteză sunt egale: , dar direcțiile vitezelor nu coincid.

Orez. 3. Mișcarea corpului în cerc

Scădeți viteza din ea și obțineți vectorul. Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați începuturile ambilor vectori. În paralel, mutați vectorul la începutul vectorului. Construim până la un triunghi. A treia latură a triunghiului va fi vectorul diferenței de viteză (Fig. 4).

Orez. 4. Vector diferență de viteză

Vectorul este îndreptat spre cerc.

Să considerăm un triunghi format din vectorii viteză și vectorul diferențelor (Fig. 5).

Orez. 5. Triunghi format din vectori viteză

Acest triunghi este isoscel (modulele de viteză sunt egale). Aceasta înseamnă că unghiurile de la bază sunt egale. Să notăm egalitatea pentru suma unghiurilor unui triunghi:

Să aflăm unde este direcționată accelerația într-un punct dat pe traiectorie. Pentru a face acest lucru, vom începe să aducem punctul 2 mai aproape de punctul 1. Cu o astfel de diligență nelimitată, unghiul va tinde spre 0, iar unghiul va tinde spre . Unghiul dintre vectorul de schimbare a vitezei și vectorul viteză în sine este . Viteza este direcționată tangențial, iar vectorul de schimbare a vitezei este îndreptat spre centrul cercului. Aceasta înseamnă că accelerația este îndreptată și spre centrul cercului. De aceea se numește această accelerație centripetă.

Cum să găsești accelerația centripetă?

Să luăm în considerare traiectoria de-a lungul căreia se mișcă corpul. În acest caz este un arc de cerc (Fig. 8).

Orez. 8. Mișcarea corpului în cerc

Figura prezintă două triunghiuri: un triunghi format din viteze și un triunghi format din raze și vector de deplasare. Dacă punctele 1 și 2 sunt foarte apropiate, atunci vectorul deplasare va coincide cu vectorul cale. Ambele triunghiuri sunt isoscele cu aceleași unghiuri de vârf. Astfel, triunghiurile sunt asemănătoare. Aceasta înseamnă că laturile corespunzătoare ale triunghiurilor sunt egal legate:

Deplasarea este egală cu produsul dintre viteză și timp: . Înlocuind această formulă, putem obține următoarea expresie pentru accelerația centripetă:

Viteza unghiulara notat cu litera greacă omega (ω), indică unghiul prin care corpul se rotește pe unitatea de timp (Fig. 9). Aceasta este mărimea arcului în grade trecută de corp de-a lungul unui timp.

Orez. 9. Viteza unghiulară

Să observăm că, dacă un corp rigid se rotește, atunci viteza unghiulară pentru orice puncte de pe acest corp va fi o valoare constantă. Nu este important dacă punctul este situat mai aproape de centrul de rotație sau mai departe, adică nu depinde de rază.

Unitatea de măsură în acest caz va fi fie grade pe secundă () fie radiani pe secundă (). Adesea, cuvântul „radian” nu este scris, ci pur și simplu scris. De exemplu, să aflăm care este viteza unghiulară a Pământului. Pământul face o rotație completă într-o oră, iar în acest caz putem spune că viteza unghiulară este egală cu:

De asemenea, acordați atenție relației dintre vitezele unghiulare și cele liniare:

Viteza liniară este direct proporțională cu raza. Cu cât raza este mai mare, cu atât viteza liniară este mai mare. Astfel, îndepărtându-ne de centrul de rotație, ne creștem viteza liniară.

Trebuie remarcat faptul că mișcarea circulară cu o viteză constantă este un caz special de mișcare. Cu toate acestea, mișcarea în jurul cercului poate fi inegală. Viteza se poate schimba nu numai în direcție și rămâne aceeași în mărime, ci și în valoare, adică, pe lângă o schimbare de direcție, există și o schimbare a mărimii vitezei. În acest caz vorbim despre așa-numita mișcare accelerată într-un cerc.

Ce este un radian?

Există două unități pentru măsurarea unghiurilor: grade și radiani. În fizică, de regulă, măsura radianilor unghiului este cea principală.

Să construim un unghi central care se sprijină pe un arc de lungime.

Știm că toate corpurile se atrag unele pe altele. În special, Luna, de exemplu, este atrasă de Pământ. Dar se pune întrebarea: dacă Luna este atrasă de Pământ, de ce se învârte în jurul lui în loc să cadă spre Pământ?

Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să luăm în considerare tipurile de mișcare a corpurilor. Știm deja că mișcarea poate fi uniformă și neuniformă, dar există și alte caracteristici ale mișcării. În special, în funcție de direcție, se disting mișcarea rectilinie și curbilinia.

Mișcare în linie dreaptă

Se știe că un corp se mișcă sub influența unei forțe aplicate acestuia. Puteți face un experiment simplu care să arate cum direcția de mișcare a unui corp va depinde de direcția forței aplicate acestuia. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un obiect mic arbitrar, un cordon de cauciuc și un suport orizontal sau vertical.

Leagă cordonul la un capăt de suport. La celălalt capăt al cordonului ne atașăm obiectul. Acum, dacă tragem obiectul nostru la o anumită distanță și apoi îl eliberăm, vom vedea cum începe să se miște în direcția suportului. Mișcarea sa este cauzată de forța elastică a cordonului. Acesta este modul în care Pământul atrage toate corpurile de pe suprafața sa, precum și meteoriții care zboară din spațiu.

Doar în locul forței elastice acționează forța de atracție. Acum să luăm obiectul nostru cu o bandă elastică și să-l împingem nu în direcția spre/departe de suport, ci de-a lungul acestuia. Dacă obiectul nu ar fi asigurat, ar zbura pur și simplu. Dar, din moment ce este ținută de un șnur, mingea, mișcându-se în lateral, întinde ușor șnurul, care o trage înapoi, iar mingea își schimbă ușor direcția spre suport.

Mișcare curbilinie într-un cerc

Acest lucru se întâmplă în fiecare moment al timpului, ca urmare, mingea nu se mișcă de-a lungul traiectoriei inițiale, dar nici direct la suport. Mingea se va mișca în jurul suportului într-un cerc. Traiectoria mișcării sale va fi curbilinie. Așa se mișcă Luna în jurul Pământului fără să cadă pe el.

Acesta este modul în care gravitația Pământului captează meteoriți care zboară aproape de Pământ, dar nu direct la acesta. Acești meteoriți devin sateliți ai Pământului. Mai mult, cât timp vor rămâne pe orbită depinde de unghiul lor inițial de mișcare față de Pământ. Dacă mișcarea lor a fost perpendiculară pe Pământ, atunci pot rămâne pe orbită pe o perioadă nedeterminată. Dacă unghiul a fost mai mic de 90˚, atunci ei se vor mișca într-o spirală descendentă și, treptat, vor cădea în continuare la pământ.

Mișcare circulară cu un modul constant de viteză

Un alt punct de remarcat este faptul că viteza mișcării curbilinie în jurul unui cerc variază în direcție, dar este aceeași ca valoare. Și aceasta înseamnă că mișcarea într-un cerc cu o viteză absolută constantă are loc uniform accelerată.

Deoarece direcția de mișcare se schimbă, înseamnă că mișcarea are loc cu accelerație. Și din moment ce se schimbă în mod egal în fiecare moment de timp, prin urmare, mișcarea va fi uniform accelerată. Iar forța gravitației este forța care provoacă o accelerație constantă.

Luna se mișcă în jurul Pământului tocmai din această cauză, dar dacă brusc mișcarea Lunii se schimbă vreodată, de exemplu, un meteorit foarte mare se prăbușește în el, atunci s-ar putea să-și părăsească orbita și să cadă pe Pământ. Nu putem decât să sperăm că acest moment nu va veni niciodată. Asemenea lucruri.