Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Кинематика

Глава 2. Кинематика твёрдого тела

§19. Вращательное движение твёрдого тела. Угловая и линейная скорости

Вращение

Второй основной тип движения твёрдого тела — вращательное. При вращении все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой — оси вращения.

Чем дальше точка находится от оси, тем большую окружность она описывает и тем больше её линейная скорость.

Угловая скорость

Чтобы описать вращение, удобно ввести не линейную, а угловую скорость — величину, показывающую, на какой угол поворачивается тело за единицу времени.

Если за время $\Delta t$ тело повернулось на угол $\Delta\varphi$, то средняя угловая скорость:

\[\omega = \frac{\Delta\varphi}{\Delta t}\]

Угол измеряется в радианах. Полный оборот — это $2\pi$ радиан. Единица угловой скорости — радиан в секунду (рад/с).

Связь угловой и линейной скорости

Линейная скорость точки, находящейся на расстоянии $R$ от оси вращения, связана с угловой скоростью простым соотношением:

\[v = \omega R\]

Чем дальше точка от оси, тем быстрее она движется. Например, точка на ободе колеса движется быстрее, чем точка ближе к ступице.

Угловая и линейная скорости O R M $v$ $\varphi$

Период и частота вращения

Как и для движения по окружности, вращение характеризуют периодом $T$ и частотой $\nu$:

\[\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi\nu\]

Вращение в жизни

Вращательное движение — одно из самых распространённых в природе и технике. Колёса, валы, шестерни, пропеллеры, роторы турбин — всё это вращается. Законы вращательного движения так же строги и неизменны, как и законы поступательного движения, и вместе они составляют единую картину мира, созданную Творцом.


Вопросы для повторения

  1. Какое движение называют вращательным?
  2. Что называется угловой скоростью?
  3. В каких единицах измеряется угловая скорость?
  4. Как связаны линейная и угловая скорости?
  5. Как связаны угловая скорость, период и частота?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.