Неравномерное движение по окружности. Угловое ускорение. Тангенциальное ускорение
При равномерном движении по окружности линейная скорость равна υ = 2πR/T, а угловая скорость ω = Δφ/Δt = 2π/T = 2πν (единица — рад/с); они связаны соотношением υ = ωR. Если угловая скорость изменяется, вращение неравномерное. Отношение изменения угловой скорости ко времени этого изменения называется угловым ускорением: ε = Δω/Δt, единица — рад/с². Равнопеременное вращение (ε = const) описывается уравнениями, подобными уравнениям прямолинейного движения: ω = ω₀ + εt, φ = ω₀t + εt²/2, ω² – ω₀² = 2εφ, где s → φ, υ → ω, a → ε. Если модуль линейной скорости изменяется, вдоль касательной появляется тангенциальное ускорение aτ = Δυ/Δt = εR; изменение направления даёт центростремительное ускорение aₙ = υ²/R = ω²R вдоль радиуса. Полное ускорение равно векторной сумме этих двух перпендикулярных составляющих: a = √(aτ² + aₙ²). Угол поворота φ связан с числом оборотов N соотношением φ = 2πN.
Только под наблюдением учителя, на уроке: переверните велосипед колёсами вверх (колесо в воздухе), приклейте яркую метку у обода, медленно поверните колесо рукой и сосчитайте обороты за 10 с. Обсудите, какой знак имеет ε при замедлении. Никогда не прикасайтесь к вращающемуся колесу и спицам.