§ 12. Рівномірний рух по колу

Ви дізнаєтесь

Якими фізичними величинами описують рівномірний рух матеріальної точки по колу

Пригадайте

Який рух називають прямолінійним рівномірним
Який рух називають обертальним

НАПРЯМ ШВИДКОСТІ МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ ПІД ЧАС РУХУ ПО КОЛУ. Розглянемо особливості криволінійного руху. І почнемо з найпростішого випадку — рівномірного руху матеріальної точки по колу. Прикладами такого руху можуть слугувати: рух супутників по колових орбітах (мал. 71, а), рух планет навколо Сонця, рух Місяця навколо Землі, рух будь-якої точки на тілі, що рівномірно обертається (мал. 71, б).

Мал. 71. Рухи по колу

Рух матеріальної точки коловою траєкторією зі швидкістю, сталою за значенням, але змінною за напрямком, називають рівномірним рухом по колу.

Те, що швидкість під час руху по колу постійно змінює свій напрям, переконуємось на дослідах. Вам, очевидно, доводилось бачити, як заточують інструменти на шліфувальному диску, або як ріжуть метал (мал. 72, а).

Мал. 72. Під час руху матеріальної точки по колу її швидкість напрямлена вздовж дотичної

Кожна іскра — це розжарена частинка, яка відірвалась від диска і летить із такою самою швидкістю, яку вона мала в останній момент руху разом із диском.

Політ бризок від колеса автотранспорту, що буксує (мал. 72, б), переконують у тому, що швидкість матеріальної точки під час руху по колу спрямована по дотичній (мал. 72, в).

ПЕРІОД І ЧАСТОТА ОБЕРТАННЯ. Рівномірний рух по колу характеризується специфічними величинами.

Період обертання (Т) — час одного повного оберту точки, що рухається по колу.

Одиниця періоду — секунда (1 с).

Обертова частота (n) — кількість обертів за одиницю часу.

ЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ ПІД ЧАС РУХУ ПО КОЛУ. Як напрямлена швидкість матеріальної точки під час руху по колу, ви вже з’ясували. З’ясуємо, як визначати її значення.

Швидкість рівномірного руху по колу ще називають лінійною швидкістю.

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ

Рух матеріальної точки коловою траєкторією зі швидкістю, сталою за значенням, але змінною за напрямом, називають рівномірним рухом по колу. Лінійна швидкість руху тіла по колу направлена по дотичній до даної точки кола, де розглядається рух тіла.

Рівномірний рух по колу характеризується специфічними величинами: періодом і частотою обертання.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Дайте відповідь на запитання

1. Чим відрізняються прямолінійні і криволінійні рухи?
2. Що таке період і частота обертання? Який зв’язок між ними?
3. Який рух називають рівномірним рухом по колу?
4. Який напрям має лінійна швидкість матеріальної точки, що рухається по колу? Як визначають її значення?

Поясніть

1. Вам доводилось бачити, як під час руху велосипеда верхні спиці колеса здаються злитими, у той час як нижні чітко видно по одній. Поясніть, чому так відбувається.
2. За якими ознаками відрізняються нерівномірний прямолінійний рух і рівномірний рух по колу?

Вправа 8

1. Чому дорівнює період обертання годинної стрілки; хвилинної; секундної?

2. Який приблизно період обертання Землі навколо Сонця?

3. Період обертання збільшився в 3 рази. Як змінилась обертова частота?

4. У скільки разів обертова частота хвилинної стрілки годинника більша, ніж частота годинної стрілки?

5. Під час запису інформації компакт-диск здійснює один оберт за 0,01 с. Визначте обертову частоту компакт-диска.

6. Яку частину повного оберту здійснює за 15 с секундна стрілка?

7. Секундна стрілка годинника в 1,5 раза довша за хвилинну. У скільки разів швидкість руху кінця секундної стрілки більша від швидкості руху кінця хвилинної стрілки?

8. У скільки разів відрізняються швидкості руху точок диску, які розташовані на відстанях 1,5 і 4,5 см від осі обертання?

9. Місяць рухається навколо Землі майже коловою орбітою радіусом 384 000 км протягом 27,3 доби. Визначте швидкість руху Місяця навколо Землі.