Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Кинематика

Глава 1. Кинематика точки

§17. Равномерное движение точки по окружности

Движение по кривой

До сих пор мы рассматривали прямолинейное движение. Но многие движения в природе — криволинейные: планеты обращаются вокруг Солнца, спутники летят по орбитам, детали машин вращаются.

Простейший случай криволинейного движения — равномерное движение по окружности. Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Направление скорости при этом непрерывно меняется, поэтому ускорение не равно нулю.

Ускорение при движении по окружности

Если скорость меняется только по направлению, но не по модулю, ускорение направлено к центру окружности. Его называют центростремительным ускорением.

Модуль центростремительного ускорения вычисляется по формуле:

\[a_{\text{цс}} = \frac{v^2}{R}\]

где $v$ — модуль скорости тела, $R$ — радиус окружности.

Чем больше скорость и чем меньше радиус, тем больше ускорение.

Движение по окружности O R M $v$ $a$

На рисунке видно: вектор скорости $\vec{v}$ направлен по касательной к окружности, а вектор центростремительного ускорения $\vec{a}$ — к центру.

Период и частота

Равномерное движение по окружности удобно описывать не только через скорость, но и через период и частоту.

Период $T$ — время одного полного оборота. Измеряется в секундах.

Частота $\nu$ — число оборотов за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц). Связь между ними:

\[\nu = \frac{1}{T}, \quad T = \frac{1}{\nu}\]

Скорость связана с периодом и радиусом:

\[v = \frac{2\pi R}{T} = 2\pi R \nu\]

Единый порядок

Движение по окружности — одна из самых гармоничных форм движения. Не случайно совершенные творения природы — от вращения колёс до обращения планет — подчиняются именно этой геометрии. В ней особенно ясно виден тот стройный порядок, который Творец заложил в основание Вселенной.


Вопросы для повторения

  1. Почему при равномерном движении по окружности есть ускорение?
  2. Как направлено центростремительное ускорение?
  3. Запишите формулу центростремительного ускорения.
  4. Что называется периодом обращения? Частотой?
  5. Как связаны скорость, период и радиус окружности?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.