Тема 1,Кин-ка вращ., лекция 2, версия 3 презентация

Содержание

Тема 2. Кинематика вращательного движения Тема лекции 2.1. Угловое перемещение. Угловая скорость. 2.2. Угловое ускорение. 2.3. Обратная задача кинематики при вращательном движении. 2.4. Взаимосвязь линейных

Слайд 1Омский государственный технический университет Кафедра физики
Калистратова Л.Ф.
Электронные лекции по разделам классической

и релятивистской механики

6 лекций
(12 аудиторных часов)

Слайд 2Тема 2. Кинематика вращательного движения
Тема лекции

2.1. Угловое перемещение. Угловая скорость.

2.2.

Угловое ускорение.

2.3. Обратная задача кинематики при вращательном движении.

2.4. Взаимосвязь линейных и угловых величин.

Слайд 32.1. Угловое перемещение. Угловая скорость.
Любое движение абсолютно твёрдого тела может быть

сведено к сумме двух движений – поступательного и вращательного.

При вращательном движении различные точки твёрдого тела движутся по-разному.



Вращательное движение нельзя охарактеризовать движением определённой точки.



Слайд 4При вращательном движении все точки тела движутся по окружностям, центры которых

лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения.



При вращательном движении радиус-векторы, проведённые из центров соответствующих окружностей к точкам тела за время dt поворачиваются на один и тот же угол dϕ.

Слайд 5Вращение твёрдого тела





Слайд 6Угловое перемещение – вектор, численно

равный углу поворота dϕ радиус-вектора определённой точки вращающегося тела.
измеряется в радианах: [φ] = рад.

Его направление определяется правилом буравчика:
Вектор dϕ направлен вдоль оси вращения так, что если смотреть с его конца, то вращение тела должно происходить против часовой стрелки.






Слайд 7Угловая скорость

характеризует быстроту изменения углового перемещения с течением времени;
векторная величина;
-

измеряется в рад/с;
различают среднюю и мгновенную.

Средняя угловая скорость численно равна угловому перемещению, совершаемому телом за единицу времени.

Слайд 8Мгновенная угловая скорость равна пределу, к которому стремится средняя угловая скорость

при неограниченном убывании промежутка времени до нуля.


Мгновенная угловая скорость равна первой производной от углового перемещения по времени.



Вектор угловой скорости направлен по оси вращения и определяется по правилу буравчика.

Слайд 9Направление углового перемещения
и угловой скорости








Слайд 10характеризует быстроту изменения угловой скорости с течением времени;
векторная величина;
измеряется в рад/с2

;
различают среднее и мгновенное.

Среднее угловое ускорение твердого тела равно изменению угловой скорости за единицу времени.







2.2. Угловое ускорение


Слайд 11Мгновенное угловое ускорение равно пределу, к которому стремится среднее угловое ускорение

при неограниченном убывании промежутка времени до нуля.







Мгновенное угловое ускорение равно первой производной от угловой скорости по времени.




Слайд 12Модуль мгновенного углового ускорения равен первой производной от модудя угловой скорости

по времени или второй производной от углового перемещения по времени.









Слайд 13 Направления угловых векторов
↑↑

- при ускоренном вращении.
↑↓ - при замедленном вращении.




ускоренное



замедленное
















Слайд 14Направление угловой скорости
и углового ускорения


Слайд 152.3. Обратная задача кинематики при вращательном движении
При вращательном движении обратная задача

кинематики выполняется при следующих формулах:












Слайд 16При равномерном вращении ε = 0,
ω =

const, ϕ = ωt.


При равнопеременном вращении ε = const

Слайд 17Период и частота вращения
Для характеристики равномерного вращательного движения используются следующие величины.

Период

вращения Т – время одного оборота тела, вращающегося с постоянной угловой скоростью.

Частота вращения ν – количество оборотов, совершаемых телом за единицу времени.

Угловая скорость связана с периодом следующим образом:




Слайд 181.4. Взаимосвязь угловых и линейных величин
Кроме угловых величин: углового перемещения, угловой

скорости и углового ускорения движение каждой точки вращающегося твердого тела характеризуют линейные величины:
линейное перемещение ,
линейный путь dS,
линейная скорость ,
тангенциальное ускорение ,
нормальное ускорение ,
полное ускорение .












Слайд 19Пусть за время dt произвольная точка твёрдого тела переместится на

, пройдя путь dS. При этом радиус - вектор точки повернется на угол .

Тогда

В векторном виде:


dS










Слайд 20Направление перпендикулярно к и

к . Если смотреть с конца , то поворот от к происходит против часовой стрелки.
Модуль вектора равен














Слайд 21Направления векторов




Слайд 22Вектор элементарного перемещения:


Разделим это соотношение на dt:

Учтём, что

Получим


Линейная скорость данной

точки твёрдого тела равна векторному произведению угловой скорости на радиус - вектор точки.



.


Слайд 23Если смотреть с конца вектора , то поворот

от к происходит против часовой стрелки.









Формула, связывающая между собой модули мгновенных линейной и угловой скоростей:










Слайд 24Продифференцируем выражения для v по времени:






Учтём:

– линейное ускорение,


– угловое ускорение,


- линейная скорость.






Слайд 25Получим




и сравним




Первый вектор в правой части - тангенциальное ускорение.

Второй вектор –

нормальное ускорение.

Слайд 26Тангенциальное ускорение характеризует изменение модуля линейной скорости.




Тангенциальное ускорение направлено по

касательной к окружности.

Модуль тангенциального ускорения равен:



Слайд 27
Нормальное ускорение характеризует изменение направления линейной скорости.




Нормальное ускорение направлено к центру

окружности.
Модуль нормального ускорения равен




Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика