☰ Содержание · Физика

Величины при движении по окружности. Центростремительное ускорение

Уроки 16–17 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, С. О. Бурхонов. Физика, 7 класс, 4-е издание, переработанное и дополненное. Государственное научное издательство «Национальная энциклопедия Узбекистана», Ташкент, 2017
16

Связи между величинами, описывающими движение по окружности

Учебник: с. 59–61
ЦельЗнай связь между линейной и угловой скоростью (υ = ωR), период T, частоту ν и соотношения между ними.
Новые слова
период T · aylanish davri Tчастота ν · aylanish chastotasi νυ = ωR · υ = ωRω = 2π/T · ω = 2π/T
Объяснение

Так как длина дуги s = φR, из формулы линейной скорости получаем υ = φR/t = ωR: линейная скорость равна угловой скорости, умноженной на радиус. Время одного полного оборота — это период T: T = t/n, где n — число оборотов за время t; его единица — секунда. Число оборотов за единицу времени — это частота ν: ν = n/t; её единица — 1/с (она называется также герц, Гц), причём T = 1/ν. За один период точка проходит длину окружности 2πR, а радиус поворачивается на 2π рад, поэтому υ = 2πR/T = 2πνR и ω = 2π/T = 2πν. Значит, угловая скорость обратно пропорциональна периоду и прямо пропорциональна частоте.

Примеры
Колесо, делающее 20 оборотов за 60 с, имеет T = 60 : 20 = 3 с и ν = 1/3 с⁻¹ ≈ 0,33 Гц.
При R = 0,5 м и T = 2 с: υ = 2 · 3,14 · 0,5 : 2 = 1,57 м/с, ω = 2 · 3,14 : 2 = 3,14 рад/с; проверка: υ = ωR = 3,14 · 0,5 = 1,57 м/с.
Работа в классе

«Часовые стрелки»: найди T для конца стрелки часов (минутная стрелка T = 1 час = 3600 с, секундная T = 60 с) и вычисли ν. Безопасность: не вскрывай часы.

Упражнения
1
Что такое период вращения?
2
Диск делает 10 оборотов за 40 с. Его период (с)?
3
ω = 5 рад/с, R = 2 м. Линейная скорость (м/с)?
4
Почему угловая скорость обратно пропорциональна периоду?