Круговое движение

Физика > Круговое движение

 

Объект в круговом движении проходит сквозь ускорение из-за центростремительной силы в направлении центра вращения.

Задача обучения

  • Разобраться в равномерном круговом движении как показателе чистой внешней силы.

Основные пункты

  • Объект в круговом движении обладает вектором, который постоянно меняет направление.
  • Необходимую для поддержания круговых движений в направлении к центру силу именуют центростремительной.
  • Скорость объекта в круговом движении всегда касается окружности, а центростремительная сила перпендикулярна скорости.

Термины

  • Тангенс – прямая линия, касающаяся кривой в одной точке, не пересекая ее в этой точке.
  • Перпендикуляр – формирование прямого угла.

Пример

Допустим у нас есть шаттл, совершающий обороты вокруг планеты. Он подчиняется равномерному круговому движению, поэтому должна существовать сила, препятствующая вылету челнока с орбиты. Здесь ее роль исполняет гравитация. Связь гравитационного притяжения и скоростью шаттла равняется: mgI = mv2r (m – масса шаттла, v – скорость вращения вокруг планеты, r – радиус орбиты).

Равномерное круговое движение создает перемещение объекта по кругу или дуге окружности с постоянным показателем скорости. Равномерное линейное движение выступает главной формой поступательного. Но два типа движения отличаются отношением к силе, которая требуется для их поддерживания.

Вспомним о Первом законе движения Ньютона. Он говорит, что объект будет поддерживать утраченную скорость, если не применять к нему чистую внешнюю силу. Так что равномерное линейное движение демонстрирует ее отсутствие. Однако подобное движение требует, чтобы вектор скорости объекта постоянно менял направление. Из-за этого создается ускорение.

При равномерном круговом движении центростремительная сила перпендикулярна скорости. Центростремительная сила указывает на центр круга, удерживая объект на круговой траектории

При равномерном круговом движении центростремительная сила перпендикулярна скорости. Центростремительная сила указывает на центр круга, удерживая объект на круговой траектории

В равномерном круговом движении сила всегда перпендикулярна направлению скорости. Направление скорости постоянно меняется, поэтому должно присутствовать и направление силы. Направление происходит тангенциально, а значит перпендикулярное направление в круговой траектории выступает радиальным. Сила в движении равномерного направления пребывает в радиальном, поэтому ускорение старается достичь центра.

Необходимое уравнение для поддержания равномерного кругового движения:

a = v2/r.

Здесь m – масса объекта, v – скорость, r – радиус круга. А вот для нахождения чистой внешней силы нужно:

Fnet = (m ⋅ v2)/r.



Космос | Лунный календарь | Знаки Зодиака | Натальная карта | Сонник | Телескопы
V-kosmose.com, 2014-2017 гг. Все права защищены.