Lukiskan contoh pelbagai jenis pergerakan. Kaedah pergerakan unit dan penilaiannya

Perwakilan grafik
gerakan rectilinear seragam

Graf kelajuan menunjukkan bagaimana kelajuan badan berubah mengikut masa. Dalam gerakan seragam rectilinear, kelajuan tidak berubah mengikut masa. Oleh itu, graf kelajuan pergerakan tersebut ialah garis lurus yang selari dengan paksi absis (paksi masa). Dalam Rajah. Rajah 6 menunjukkan graf kelajuan dua jasad. Graf 1 merujuk kepada kes apabila jasad bergerak ke arah positif paksi O x (unjuran halaju jasad adalah positif), graf 2 - kepada kes apabila jasad bergerak melawan arah positif paksi O x ( unjuran halaju adalah negatif). Dengan menggunakan graf halaju, anda boleh menentukan jarak yang dilalui oleh jasad itu (Jika jasad tidak mengubah arah pergerakannya, panjang laluan adalah sama dengan modulus anjakannya).

2.Graf koordinat badan berbanding masa yang sebaliknya dipanggil jadual lalu lintas

Dalam Rajah. graf pergerakan dua jasad ditunjukkan. Badan yang grafnya adalah garis 1 bergerak ke arah positif paksi O x, dan jasad yang graf gerakannya ialah garis 2 bergerak ke arah yang bertentangan dengan arah positif paksi O x.

3.Graf laluan

Graf ialah garis lurus. Garis ini melalui asal koordinat (Gamb.). Semakin besar kelajuan badan, semakin besar sudut kecondongan garis lurus ini ke paksi absis. Dalam Rajah. graf 1 dan 2 laluan dua jasad ditunjukkan. Daripada rajah ini jelas bahawa pada masa yang sama t, jasad 1, yang mempunyai kelajuan lebih tinggi daripada jasad 2, bergerak lebih jauh (s 1 > s 2).

Pergerakan pecutan seragam lereng lurus adalah jenis yang paling mudah gerakan seragam, di mana badan bergerak di sepanjang garis lurus, dan kelajuannya berubah sama rata dalam mana-mana tempoh masa yang sama.

Pergerakan dipercepat secara seragam ialah gerakan dengan pecutan malar.

Pecutan jasad semasa gerakan dipercepatkan secara seragam ialah kuantiti sama dengan nisbah perubahan dalam kelajuan kepada tempoh masa semasa perubahan ini berlaku:

→ →
→ v – v 0
a = ---
t

Anda boleh mengira pecutan jasad yang bergerak secara rectilinear dan seragam dipercepatkan menggunakan persamaan yang merangkumi unjuran vektor pecutan dan halaju:

v x – v 0x
a x = ---
t

Unit SI bagi pecutan: 1 m/s 2 .

Kelajuan gerakan pecutan seragam rectilinear.

v x = v 0x + a x t

di mana v 0x ialah unjuran halaju awal, a x ialah unjuran pecutan, t ialah masa.


Jika pada saat awal badan berada dalam keadaan rehat, maka v 0 = 0. Untuk kes ini, formula mengambil bentuk berikut:

Sesaran semasa gerakan linear seragam S x =V 0 x t + a x t^2/2

Koordinat pada RUPD x=x 0 + V 0 x t + a x t^2/2

Perwakilan grafik
gerakan linear dipercepat secara seragam

    Graf kelajuan

Graf kelajuan ialah garis lurus. Jika badan bergerak dengan kelajuan awal tertentu, garis lurus ini memotong paksi ordinat pada titik v 0x. Jika halaju awal jasad adalah sifar, graf halaju melalui asalan. Graf halaju bagi gerakan pecutan seragam rectilinear ditunjukkan dalam Rajah. . Dalam rajah ini, graf 1 dan 2 sepadan dengan pergerakan dengan unjuran positif pecutan pada paksi O x (kelajuan meningkat), dan graf 3 sepadan dengan pergerakan dengan unjuran negatif pecutan (kelajuan berkurangan). Graf 2 sepadan dengan pergerakan tanpa kelajuan awal, dan graf 1 dan 3 untuk pergerakan dengan kelajuan awal vox. Sudut kecondongan a graf ke paksi absis bergantung pada pecutan jasad. Dengan menggunakan graf halaju, anda boleh menentukan jarak yang dilalui oleh jasad dalam tempoh masa t.

Laluan yang diliputi dalam gerakan pecutan seragam rectilinear dengan kelajuan awal adalah secara berangka sama dengan luas trapezoid yang dihadkan oleh graf halaju, paksi koordinat dan koordinat yang sepadan dengan nilai halaju badan pada masa t.

    Graf koordinat lawan masa (graf gerakan)

Biarkan badan bergerak secara seragam dipercepatkan ke arah positif O x sistem koordinat yang dipilih. Kemudian persamaan gerakan badan mempunyai bentuk:

x=x 0 +v 0x t+a x t 2 /2. (1)

Ungkapan (1) sepadan dengan kebergantungan fungsi y = ax 2 + bx + c (trinomial persegi), yang diketahui daripada kursus matematik. Dalam kes yang sedang kita pertimbangkan
a=|a x |/2, b=|v 0x |, c=|x 0 |.

    Graf laluan

Dalam gerakan rectilinear dipercepat secara seragam, pergantungan masa laluan dinyatakan oleh formula

s=v 0 t+at 2/2, s= at 2/2 (untuk v 0 =0).

Seperti yang dapat dilihat daripada formula ini, pergantungan ini adalah kuadratik. Ia juga mengikuti daripada kedua-dua formula bahawa s = 0 pada t = 0. Akibatnya, graf laluan gerakan dipercepatkan seragam rectilinear ialah cabang parabola. Dalam Rajah. menunjukkan graf laluan untuk v 0 =0.

    Graf pecutan

Graf pecutan – pergantungan unjuran pecutan pada masa:

rectilinear seragam pergerakan. Grafik prestasi seragam rectilinear pergerakan. 4. Kelajuan serta-merta. Tambahan...

  • Topik Pelajaran: "Titik bahan. Sistem rujukan" Objektif: untuk memberi gambaran tentang kinematik

    pelajaran

    Definisi seragam terus terang pergerakan. - Apakah yang dipanggil kelajuan? seragam pergerakan? - Namakan unit kelajuan pergerakan dalam... unjuran vektor halaju lawan masa pergerakan U (O. 2. Grafik prestasi pergerakan. - Di titik C...

  • "Fenomena fizikal" - Fenomena fizikal dalam kimia. Apakah fenomena yang dipanggil fizikal? belajar soalan teori dan menjalankan eksperimen makmal. Pengalaman makmal. Bagaimana untuk mendamaikan orang yang bergaduh kerana garam yang tertumpah? yang mana fenomena fizikal digunakan untuk mendapatkan tulen bahan kimia? Pembersihan air minuman.

    "Mekanisme Cam" - Kurator koleksi mesin muzik Muzium Politeknik. Pemacu manual mesin. Paip buluh. Nada asas paip tertutup adalah satu oktaf lebih rendah daripada yang terbuka. Nurok dengan aci sesondol boleh atur cara organ mekanikal Brugger. Organ mekanikal oleh Pavel Brugger (Moscow, 1880). Mengenai monumen sains dan teknologi Muzium Politeknik.

    "Nikola Tesla" - Kemerdekaan kewangan. Dia banyak membaca, walaupun pada waktu malam. Promosi syarikat Tesla. Selesai Institut Politeknik di Graz, Universiti Prague. Biografi. Gegelung Tesla. Penjana Tesla. Kereta elektrik moden yang melaksanakan idea Tesla. Pengubah Tesla. Tenaga "percuma". Akibat bencana Tunguska.

    "Hadiah Nobel" - Anggaran saiz hadiah untuk tahun 2001 ialah $1 juta. Nikolai Gennadievich Basov (14 Disember 1922 - 1 Julai 2001). Igor Evgenievich Tamm (8 Julai 1895 - 12 April 1971). Pada tahun 1961, L.D Landau menerima Pingat Max Planck dan Hadiah Fritz London. Alexander Mikhailovich Prokhorov (11 Julai 1916 - 8 Januari 2002).

    "Sistem berayun" - Oleh kuasa luar- ini adalah daya yang bertindak ke atas badan sistem daripada badan yang tidak termasuk di dalamnya. Keadaan untuk berlakunya ayunan bebas. Keadaan kejadian getaran percuma. Bandul fizikal. Getaran paksa getaran badan di bawah pengaruh kuasa berubah secara berkala luaran dipanggil.

    "Bola kilat" - kilat bola boleh bergerak sepanjang trajektori yang sangat pelik. Lazimnya, kilat bola bergerak secara senyap. Selalunya, kilat meletup. Bagaimanakah dia berjaya mengekalkan bentuknya untuk sekian lama? Boleh mengeluarkan bunyi mendesis atau berdengung - terutamanya apabila percikan api. Kilat bola adalah fenomena yang belum dikaji sepenuhnya, tetapi sedang dikaji dengan sangat giat.

    Terdapat 23 pembentangan kesemuanya

    Untuk lebih jelas, pergerakan boleh diterangkan menggunakan graf. Graf menunjukkan bagaimana satu kuantiti berubah apabila kuantiti lain yang pertama bergantung kepada perubahan.

    Untuk membina graf, kedua-dua kuantiti pada skala yang dipilih diplot di sepanjang paksi koordinat. Jika di sepanjang paksi mendatar (paksi absis) kita memplot masa berlalu dari permulaan kiraan masa, dan sepanjang paksi menegak(paksi ordinat) - nilai koordinat badan, graf yang terhasil akan menyatakan pergantungan koordinat badan pada masa (ia juga dipanggil graf gerakan).

    Mari kita andaikan bahawa jasad itu bergerak secara seragam di sepanjang paksi X (Rajah 29). Pada saat-saat masa, dsb., badan masing-masing berada dalam kedudukan yang diukur dengan koordinat (titik A), .

    Ini bermakna hanya koordinatnya yang berubah Untuk mendapatkan graf pergerakan badan, kami akan memplot nilai di sepanjang paksi menegak, dan nilai masa di sepanjang paksi mendatar dalam Rajah 30. Ini bermakna koordinat bergantung secara linear dari masa.

    Graf koordinat badan berbanding masa (Rajah 30) tidak boleh dikelirukan dengan trajektori pergerakan badan - garis lurus, di semua titik yang dilawati oleh badan semasa pergerakannya (lihat Rajah 29).

    Graf trafik memberi penyelesaian yang lengkap masalah mekanik dalam kes gerakan rectilinear badan, kerana ia memungkinkan untuk mencari kedudukan badan pada bila-bila masa, termasuk pada saat-saat masa sebelum momen awal (dengan mengandaikan bahawa badan itu bergerak sebelum permulaan masa). Meneruskan graf yang ditunjukkan dalam Rajah 29 dalam arah yang bertentangan dengan arah positif paksi masa, kita, sebagai contoh, mendapati bahawa jasad 3 saat sebelum ia berakhir di titik A berada di tempat asal koordinat.

    Dengan melihat graf pergantungan koordinat pada masa, seseorang boleh menilai kelajuan pergerakan. Adalah jelas bahawa lebih curam graf, iaitu, lebih besar sudut antara ia dan paksi masa, lebih besar kelajuan (semakin besar sudut ini, lebih besar perubahan dalam koordinat pada masa yang sama).

    Rajah 31 menunjukkan beberapa graf gerakan pada kelajuan yang berbeza. Graf 1, 2 dan 3 menunjukkan jasad bergerak sepanjang paksi X ke arah positif. Jasad yang graf gerakannya ialah garis 4 bergerak ke arah yang bertentangan dengan arah paksi X Daripada graf gerakan seseorang boleh mencari pergerakan jasad yang bergerak dalam sebarang tempoh masa.

    Daripada Rajah 31 adalah jelas, sebagai contoh, bahawa jasad 3 bergerak ke arah positif dalam masa antara 1 dan 5 saat, sepanjang nilai mutlak sama dengan 2 m, dan badan 4 pada masa yang sama membuat pergerakan ke arah negatif, sama dengan nilai mutlak kepada 4 m.

    Bersama-sama dengan graf gerakan, graf kelajuan sering digunakan. Ia diperoleh dengan memplot unjuran halaju sepanjang paksi koordinat

    badan, dan paksi-x masih masa. Graf sedemikian menunjukkan bagaimana kelajuan berubah dari semasa ke semasa, iaitu, bagaimana kelajuan bergantung pada masa. Dalam kes gerakan seragam rectilinear, "pergantungan" ini ialah kelajuan tidak berubah dari semasa ke semasa. Oleh itu, graf laju ialah garis lurus, selari dengan paksi masa (Rajah 32). Graf dalam rajah ini adalah untuk kes di mana jasad bergerak ke arah positif paksi X Graf II adalah untuk kes di mana jasad itu bergerak masuk arah bertentangan(memandangkan unjuran halaju adalah negatif).

    Dengan menggunakan graf halaju, anda juga boleh mengetahui nilai mutlak pergerakan sesuatu jasad dalam tempoh masa tertentu. Ia secara berangka sama dengan luas segi empat tepat berlorek (Rajah 33): bahagian atas jika badan bergerak ke arah positif, dan yang lebih rendah dalam kes yang bertentangan. Sesungguhnya, luas segi empat tepat adalah sama dengan hasil darab sisinya. Tetapi satu daripada sisi adalah sama dengan masa dan satu lagi - untuk mempercepatkan. Dan produk mereka betul-betul sama nilai mutlak pergerakan badan.

    Latihan 6

    1. Apakah pergerakan yang sepadan dengan graf yang ditunjukkan oleh garis putus-putus dalam Rajah 31?

    2. Menggunakan graf (lihat Rajah 31), cari jarak antara jasad 2 dan 4 pada masa saat.

    3. Dengan menggunakan graf yang ditunjukkan dalam Rajah 30, tentukan magnitud dan arah halaju.

    1. Pergerakan mekanikal - perubahan dalam kedudukan badan atau bahagian individunya di angkasa dari semasa ke semasa.

    Struktur dalaman badan bergerak, mereka komposisi kimia tidak menjejaskan pergerakan mekanikal. Untuk menerangkan gerakan badan sebenar bergantung kepada keadaan masalah, mereka menggunakan pelbagai model : titik bahan, jasad tegar mutlak, jasad anjal mutlak, jasad tak anjal mutlak, dsb.

    Titik material ialah badan yang dimensi dan bentuknya boleh diabaikan dalam keadaan masalah ini. Dalam perkara berikut, bukannya istilah "titik material" kami akan menggunakan istilah "titik". Badan yang sama boleh dikurangkan ke titik material dalam satu masalah, dan perlu mengambil kira dimensinya dalam keadaan masalah lain. Sebagai contoh, pergerakan kapal terbang yang terbang di atas Bumi boleh dikira dengan menganggapnya sebagai titik material. Dan apabila mengira aliran udara di sekeliling sayap pesawat yang sama, perlu mengambil kira bentuk dan dimensi sayap.

    Mana-mana badan lanjutan boleh dianggap sebagai sistem mata material.

    Badan yang benar-benar tegar (a.r.t.) ialah jasad yang ubah bentuknya boleh diabaikan di bawah keadaan masalah tertentu. A.t.t. boleh dianggap sebagai sistem titik material yang saling berkaitan tegar, kerana jarak antara mereka tidak berubah semasa sebarang interaksi.

    Benar-benar anjalbadan - badan yang ubah bentuknya mematuhi undang-undang Hooke (lihat § 2.2.2.), dan selepas pemberhentian tindakan daya ia mengembalikan sepenuhnya saiz dan bentuk asalnya.

    Jasad tak anjal mutlak ialah jasad yang, selepas pemberhentian daya yang dikenakan padanya, tidak pulih, tetapi mengekalkan sepenuhnya keadaan cacatnya.

    2. Untuk menentukan kedudukan sesuatu jasad dalam ruang dan masa, perlu diperkenalkan konsep tersebut sistem rujukan. Pilihan sistem rujukan adalah sewenang-wenangnya.

    Sistem rujukan ialah badan atau sekumpulan badan yang dianggap tidak bergerak secara bersyarat dan dilengkapi dengan peranti penyimpan masa (jam, jam randik, dll.), berbanding dengan pergerakan badan tertentu dipertimbangkan.

    Jasad pegun (atau kumpulan jasad) dipanggil badan rujukan dan untuk kemudahan menggambarkan pergerakan, ia dikaitkan dengan sistem koordinat(Cartesian, polar, silinder, dll.).

    Marilah kita memilih sistem koordinat Cartesan sistem segi empat tepat XYZ (lihat butiran). Kedudukan titik C dalam ruang boleh ditentukan oleh koordinat x, y, z (Rajah 1).

    Walau bagaimanapun, kedudukan titik yang sama dalam ruang boleh ditentukan menggunakan kuantiti vektor tunggal
    r = r(x, y, z), dipanggil vektor jejari titik C (Rajah 1).

    3. Garisan yang diterangkan oleh jasad semasa pergerakannya dipanggil trajektori. Berdasarkan jenis trajektori pergerakan, ia boleh dibahagikan kepada lurus dan melengkung. Trajektori bergantung pada pilihan sistem rujukan. Oleh itu, trajektori pergerakan mata kipas pesawat relatif kepada juruterbang adalah bulatan, dan relatif kepada Bumi adalah garisan heliks. Contoh lain: apakah trajektori hujung meja putar berbanding rekod? badan pemain? badan pikap? Jawapannya ialah: lingkaran, lengkok bulat, keadaan rehat (jarum tidak bergerak).

    2.1.2. Persamaan kinematik gerakan. Panjang laluan dan vektor anjakan

    1. Apabila badan bergerak relatif kepada sistem koordinat yang dipilih, kedudukannya berubah dari semasa ke semasa. Pergerakan titik material akan ditentukan sepenuhnya jika fungsi masa t berterusan dan bernilai tunggal diberikan:

    x = x(t), y = y(t), z = z(t).

    Persamaan ini menerangkan perubahan dalam koordinat titik sepanjang masa dan dipanggil persamaan kinematik gerakan.

    2. Laluan adalah sebahagian daripada trajektori yang dilalui oleh badan dalam tempoh masa tertentu. Momen masa t 0 dari mana pengiraannya bermula dipanggil detik permulaan masa, biasanya t 0 =0 disebabkan oleh pilihan sewenang-wenangnya titik rujukan masa.

    Panjang laluan ialah jumlah panjang semua bahagian trajektori. Panjang laluan tidak boleh menjadi nilai negatif; Sebagai contoh, titik material bergerak dari titik trajektori C terlebih dahulu ke titik A, dan kemudian ke titik B (Rajah 1). Panjang laluannya adalah sama dengan jumlah panjang lengkok CA dan lengkok AB.

    2.1.3. Ciri-ciri kinematik. Kelajuan

    1. Untuk mencirikan kelajuan pergerakan badan dalam fizik, konsep ini diperkenalkan kelajuan. Kelajuan adalah vektor, yang bermaksud ia dicirikan oleh magnitud, arah, dan titik aplikasi.

    Mari kita pertimbangkan pergerakan sepanjang paksi X Kedudukan titik akan ditentukan oleh perubahan dalam koordinat X dari semasa ke semasa.

    Jika pada masa itu titik telah berpindah ke ∆r, maka nilainya ialah kelajuan purata pergerakan:
    .

    Kelajuan purata jasad yang bergerak ialah vektor yang sama dengan nisbah vektor anjakan kepada jumlah masa semasa anjakan ini berlaku.

    Modul kelajuan purata Terdapat kuantiti fizikal, secara berangka sama dengan perubahan laluan per unit masa.

    2. Untuk menentukan kelajuan masuk masa ini masa, kelajuan serta-merta, anda perlu mengambil kira selang masa t→0, kemudian

    Menggunakan konsep terbitan, kita boleh menulis untuk kelajuan

    Kelajuan jasad pada masa tertentu dipanggil kelajuan serta-merta ( atau secara ringkas kelajuan).

    vektor V kelajuan serta-merta dihalakan secara tangen ke trajektori mengikut arah pergerakan badan.

    2.1.4. Ciri-ciri kinematik. Pecutan

    1. Kadar perubahan vektor halaju dicirikan oleh kuantiti yang dipanggil pecutan. Pecutan boleh berlaku kedua-duanya disebabkan oleh perubahan dalam magnitud kelajuan dan disebabkan oleh perubahan dalam arah kelajuan.

    Biarkan kelajuan badan pada masa t sama dengan v 1 , dan selepas tempoh masa t pada masa t + t adalah sama v 2 , kenaikan vektor halaju setiap t sama v.

    Purata pecutan badan dalam selang masa dari t ke t + t dipanggil vektor a Rab, sama dengan nisbah kenaikan vektor halaju v kepada suatu tempoh masa t:

    Pecutan purata ialah kuantiti fizik secara berangka sama dengan perubahan kelajuan per unit masa.

    2. Untuk menentukan pecutan pada masa tertentu, i.e. pecutan serta-merta, kita perlu mengambil kira selang masa yang kecil t→0. Kemudian vektor pecutan serta-merta sama dengan had vektor pecutan purata mengikut selang masa cenderung t kepada sifar:

    Dengan menggunakan konsep terbitan, kita boleh memberikan takrifan berikut untuk pecutan:
    Pecutan(atau pecutan segera) badan dipanggil kuantiti vektor A, sama dengan terbitan kali pertama kelajuan badanvatau terbitan kali kedua bagi laluan.

    3. Apabila titik berputar mengelilingi bulatan, kelajuannya boleh berubah dalam magnitud dan arah (Rajah 2)

    Dalam Rajah 2, dalam kedudukan 1, kelajuan titik v 1, dalam kedudukan 2 mata kelajuan v 2 . Modul kelajuan v 2 modul lebih laju v 1 , ∆v- vektor perubahan halaju ∆v = v 2 -v 1

    Titik berputar mempunyai pecutan tangen , sama dengan τ =dv/dt, ia mengubah kelajuan dalam magnitud dan diarahkan secara tangen ke trajektori; Dan pecutan biasa , sama dengan n = v 2 /R, ia menukar arah kelajuan dan diarahkan sepanjang jejari bulatan (R) (lihat Rajah 3)

    Jumlah vektor pecutan adalah sama dengan, i.e. ia boleh diwakili sebagai jumlah vektor tangen aτ dan biasa a n pecutan. Jumlah modul pecutan adalah sama dengan:

    2.1.5. Gerakan translasi dan putaran bagi jasad yang benar-benar tegar

    1. Setakat ini kita telah bercakap tentang sifat pergerakan, trajektori, ciri-ciri kinematik, tetapi badan bergerak itu sendiri tidak dipertimbangkan. Contoh. Kereta bergerak. Dia adalah badan yang kompleks. Pergerakan badan dan rodanya berbeza. Sekiranya badan itu kompleks, maka persoalannya timbul: kepada pergerakan bahagian badan yang mana konsep laluan, kelajuan, pecutan, yang diperkenalkan sebelum ini, digunakan?

    Sebelum menjawab soalan ini, adalah perlu untuk mengenal pasti bentuk pergerakan mekanikal. Tidak kira betapa kompleksnya pergerakan badan, ia boleh dikurangkan kepada dua yang utama: pergerakan translasi dan putaran sekeliling paksi tetap. Gerakan berayun akan dipertimbangkan secara berasingan. Dalam contoh kereta, badan kereta bergerak ke hadapan. Kereta itu sendiri adalah badan yang boleh dilihat dengan bantuan model secara mutlak padu(a.t.t.). Untuk ringkasnya, kami akan memanggil badan yang benar-benar tegar semata-mata badan tegar.

    Gerakan translasi jasad tegar ialah gerakan di mana sebarang garis lurus yang dilukis di antara dua titiknya kekal selari dengan dirinya semasa pergerakan.

    Gerakan translasi mungkin bukan gerakan linear.

    Contoh. 1) Dalam tarikan Roda Ferris, kabin - buaian tempat orang duduk, bergerak secara progresif. 2) Jika segelas air digerakkan mengikut trajektori yang ditunjukkan dalam Rajah 5 supaya permukaan air dan panduan kaca membuat sudut tegak, maka pergerakan kaca itu bukan rectilinear, tetapi translasi. Garis lurus AB kekal selari dengan dirinya semasa kaca bergerak.

    Satu ciri pergerakan translasi jasad tegar ialah semua titik badan menggambarkan trajektori yang sama, melalui tempoh masa tertentu. t ialah laluan yang sama dan mempunyai kelajuan yang sama pada bila-bila masa. Oleh itu, pertimbangan kinematik bagi gerakan translasi jasad tegar dikurangkan kepada kajian gerakan mana-mana titiknya. Gerakan translasi jasad boleh dikurangkan kepada gerakan titik material. Dalam dinamik, titik ini biasanya dianggap sebagai pusat jisim badan. Ciri-ciri kinematik dan persamaan kinematik yang diperkenalkan untuk titik material juga menerangkan gerakan translasi jasad tegar.

    2. Pergerakan roda kereta berbeza dengan pergerakan badan. Titik roda yang terletak pada jarak yang berbeza dari paksinya menggambarkan trajektori yang berbeza, melalui laluan yang berbeza dan mempunyai kelajuan yang berbeza. Semakin jauh satu titik dari paksi roda, semakin besar kelajuannya, semakin jauh jarak yang dilalui dalam tempoh masa tertentu. Pergerakan yang melibatkan roda kereta dipanggil putaran. Adalah jelas bahawa model titik material tidak sesuai untuk menggambarkan putaran jasad sebenar. Tetapi di sini sebaliknya badan sebenar(contohnya, roda kereta dengan tayar boleh ubah bentuk, dsb.) kegunaan model fizikal- badan yang benar-benar tegar.

    Gerakan putaran jasad tegar ialah pergerakan apabila semua titik badan menggambarkan bulatan, pusatnya terletak pada garis lurus, dipanggil paksi putaran dan berserenjang dengan satah di mana titik badan berputar.(Rajah 5).

    Memandangkan titik yang berbeza trajektori badan berputar, laluan, kelajuan adalah berbeza, maka timbul persoalan: adakah mungkin untuk mencari kuantiti fizikal yang akan mempunyai nilai yang sama untuk semua titik badan berputar Ya, ternyata ada kuantiti sedemikian? dipanggil sudut.

    Jasad tegar berputar mengelilingi paksi tetap mempunyai satu darjah kebebasan kedudukannya dalam ruang ditentukan sepenuhnya oleh nilai sudut putaran ∆φ dari tertentu kedudukan awal(Rajah 5). Semua titik jasad tegar akan berputar dalam tempoh masa ∆ dengan sudut ∆φ.

    Untuk jangka masa yang singkat, apabila sudut putaran kecil, ia boleh dianggap sebagai vektor, walaupun bukan yang biasa. Vektor sudut putaran asas (tak terhingga) ∆ φ diarahkan sepanjang paksi putaran sepanjang peraturan gimlet yang betul, modulnya sama dengan sudut putaran (Rajah 5). Vektor ∆φ dipanggil pergerakan sudut.

    Peraturan gimlet yang betul adalah seperti berikut:

    Jika pemegang gimlet kanan berputar bersama-sama dengan badan (titik), maka pergerakan translasi gimlet bertepatan dengan arah ∆ φ .

    Satu lagi perkataan peraturan: Daripada hujung vektor ∆φ jelas bahawa pergerakan itu titik (badan) berlaku mengikut lawan jam.

    Kedudukan badan pada bila-bila masa t ditentukan persamaan kinematik gerakan putaran ∆φ = ∆φ(t).

    3. Halaju sudut digunakan untuk mencirikan kelajuan putaran.

    Purata halaju sudut ialah kuantiti fizik yang sama dengan nisbah pergerakan sudut kepada tempoh masa pergerakan ini berlaku

    Had di mana halaju sudut purata cenderung pada ∆→0 dipanggil halaju sudut serta-merta badan pada masa tertentu atau secara ringkas kelajuan putaran sudut badan pepejal (titik).

    Halaju sudut adalah sama dengan terbitan pertama bagi sesaran sudut berkenaan dengan masa. Arah halaju sudut serta-merta ditentukan oleh peraturan gimlet betul dan bertepatan dengan arah ∆ φ (Rajah 6). Persamaan kinematik gerakan untuk halaju sudut mempunyai bentuk ω = ω (t).

    4. Untuk ciri-ciri kadar perubahan sudut halaju badan semasa putaran tidak sekata, vektor diperkenalkan pecutan sudutβ , sama dengan terbitan pertama halaju sudutnya ω mengikut masa t.

    Purata pecutan sudut ialah magnitud nisbah perubahan halaju sudutω kepada suatu tempoh masa∆t, semasa perubahan ini berlaku β av = ∆ ω /∆t

    Vektor pecutan sudut diarahkan sepanjang paksi putaran dan bertepatan dengan arah halaju sudut jika pergerakan dipercepatkan, dan bertentangan dengannya jika putaran perlahan (Rajah 6).

    5. Semasa gerakan putaran jasad tegar, semua titiknya bergerak supaya ciri putaran (anjakan sudut, halaju sudut, pecutan sudut) adalah sama bagi mereka. A ciri-ciri linear pergerakan bergantung pada jarak titik ke paksi putaran.

    Hubungan antara kuantiti ini v, ω , r diberikan oleh hubungan berikut:

    v = [ω r],

    mereka. kelajuan linear v mana-mana titik C jasad tegar berputar mengelilingi paksi tetap dengan halaju sudut ω , adalah sama produk vektor ω kepada vektor jejari r titik C relatif kepada titik sewenang-wenangnya O pada paksi putaran.

    Nisbah yang serupa wujud antara linear dan pecutan sudut titik putaran jasad tegar:

    A= [β r].

    2.1.6. Hubungan antara ciri kinematik untuk pelbagai jenis pergerakan

    Mengikut pergantungan kelajuan dan pecutan pada masa, semuanya pergerakan mekanikal dibahagikan kepada seragam, seragam(dipercepatkan secara seragam dan sama nyahpecutan) dan tidak sekata.

    Mari kita pertimbangkan ciri kinematik dan persamaan kinematik yang diperkenalkan dalam perenggan sebelumnya untuk pelbagai jenis pergerakan.

    1. Pergerakan garis lurus

    Pergerakan seragam rectilinear.

    Arah pergerakan ditetapkan oleh paksi OX.

    Pecutan a = 0 (a n = 0, dan τ = 0), kelajuan v = const, laluan s = v∙t, menyelaras x = x 0 v∙t, di mana x 0 - koordinat permulaan badan pada paksi OX.

    Laluan sentiasa kuantiti positif. Koordinat boleh menjadi positif dan negatif, oleh itu, dalam persamaan yang menentukan pergantungan koordinat pada masa, nilai v∙t dalam persamaan didahului oleh tanda tambah jika arah paksi OX dan arah halaju bertepatan, dan tanda tolak jika mereka berada dalam arah yang bertentangan.

    Pergerakan seragam rectilinear.

    Pecutan a = a τ = const, a n = 0, kelajuan ,

    laluan , menyelaras .

    Sebelum nilai (at) dalam persamaan kinematik untuk kelajuan, tanda tambah sepadan dengan gerakan dipercepatkan secara seragam, dan tanda tolak menunjukkan pergerakan perlahan yang sama. Kenyataan ini juga benar untuk persamaan kinematik laluan; jenis yang berbeza gerakan seragam.

    Dalam persamaan untuk koordinat, tanda di hadapan (v 0 t) boleh menjadi tambah jika arah v 0 dan paksi OX bertepatan, dan tolak jika ia diarahkan ke arah yang berbeza.

    Tanda-tanda yang berbeza di hadapan nilai sepadan dengan pergerakan seragam dipercepatkan atau nyahpecutan seragam.

    Pergerakan tidak sekata secara rectilinear.

    Pecutan a = a τ >≠ const, dan n = 0,

    kelajuan , laluan .

    2. Pergerakan ke hadapan

    Untuk menerangkan gerakan translasi, anda boleh menggunakan undang-undang yang diberikan dalam §2.1.6. (fasal 2) atau §2.1.4. (titik 3). Penggunaan undang-undang tertentu untuk menggambarkan gerakan translasi bergantung pada trajektorinya. Untuk trajektori lurus, formula dari §2.1.6 digunakan. (titik 2), untuk curvilinear - §2.1.4. (titik 3).

    3. Pergerakan putaran

    Ambil perhatian bahawa penyelesaian kepada semua masalah pada pergerakan putaran jasad tegar di sekeliling paksi tetap serupa dalam bentuk masalah pada pergerakan rectilinear mata. Ia cukup untuk menggantikan kuantiti linear s, v x, a x kepada yang sepadan nilai sudutφ, ω, β, dan kita akan mendapat semua undang-undang dan hubungan untuk badan berputar.

    Putaran seragam di sekeliling lilitan

    (R ialah jejari bulatan) .

    Pecutan: lengkap a = a n, biasa ,

    tangensial dan τ = 0, sudutβ = 0.

    Kelajuan: sudut ω = const, linear v = ωR = const.

    Sudut putaran∆φ = ∆φ 0 + ωt, ∆φ 0 - nilai awal sudut. Sudut putaran ialah nilai positif (bersamaan dengan laluan).

    Tempoh putaran ialah selang masa T semasa jasad, berputar seragam dengan halaju sudut ω, membuat satu pusingan mengelilingi paksi putaran. Dalam kes ini, badan berputar melalui sudut 2π.

    Kekerapan putaran menunjukkan bilangan pusingan yang dibuat oleh jasad per unit masa semasa putaran seragam dengan halaju sudut ω:

    Putaran seragam mengelilingi bulatan

    Pecutan: sudutβ = const,